挑戰現有宇宙學理論:早期宇宙中發現一百個超大質量黑洞

蕭路

【正見新聞網2019年03月16日】

圖:已經發現的100個具有超大質量黑洞的類星體。每張小圖的中心紅點即為類星體。Credit: National Astronomical Observatory of Japan

普林斯頓大學(Princeton University)於2019年3月13日發布通訊稿,天文學家在早期宇宙中新發現了83個具有超大質量黑洞的類星體。相比之前發現的17個,這大大增加了在早期宇宙中發現的超大質量黑洞的數量,達到了整整100個。這項新研究能幫助科學家了解超大質量黑洞的統計分布規律。

目前宇宙學認為宇宙是大爆炸產生的。很多科學家認為,大爆炸發生後很長時間星體才逐步形成。其中一部分最後演化成為黑洞,又經過長期的黑洞演化和合併過程,最終形成超大質量黑洞。果真如此,那麼在早期的宇宙中超大質量黑洞應該非常稀少,並且宇宙年齡越小的時候,超大質量黑洞的數量和質量也應該越低。

這次的新研究卻發現早期宇宙中存在很多超大質量黑洞,對現有的宇宙學理論提出了挑戰。利用位於夏威夷的昴星團望遠鏡(Subaru Telescope),來自日本、台灣、以及普林斯頓大學的幾十位天文學家聯合觀測了高紅移宇宙。根據大爆炸理論,觀測區域的宇宙年齡大約8億年,而現在宇宙年齡大約140億年。也就是說,彼時的宇宙年齡還不到現在的十分之一。

研究團隊經過詳盡的數據分析,發現了83個類星體。類星體是一種亮度極高的活動星系,其中心一般認為存在一個超大質量黑洞。它們的高亮度方便科學家在極其遙遠的宇宙區域中也能發現它們。此次發現的類星體距離地球都有上百億光年。考慮到現有觀測技術的限制,這個區域內實際存在的超大質量黑洞很可能不止已經發現的這100個。

顯然這麼多類星體及其中心的超大質量黑洞是目前宇宙學難以理解的。研究團隊說明,這次的研究歷經五年時間,總共使用了大約300晚的觀測時間。目前的觀測結果已經在《天體物理期刊》以及《日本國立天文台報告》上發表了五篇論文。研究團隊表示他們還會繼續觀測,希望能發現更多超大質量黑洞,從而發現它們的統計分布規律。同時,研究組也希望能夠探明宇宙最早的超大質量黑洞的形成機制及環境,從而判斷這些超大質量黑洞到底是符合目前的宇宙學理論還是會顛覆現有理論模型。

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