哈勃太空望远镜捕捉到来自宇宙黎明的超大质量黑洞GNz7q 大爆炸后7.5亿年就已诞生
哈勃太空望远镜捕捉到来自宇宙黎明的超大质量黑洞GNz7q 大爆炸后7.5亿年就已诞生
（神秘的地球uux.cn报道）据cnBeta：大约138亿年前，宇宙在一次激烈的大爆炸中诞生。然而在接下来的几千年里，它更像是一个星际托儿所。我们的银河系正处于形成期，小恒星打着打嗝吐出了它们最初的火花，即使是我们现在视为可怕的巨人的黑洞也是刚刚适应其力量的飘忽不定的小孔，并可能会打翻所有的小行星积木。
而令科学家们惊讶的是，根据周三发表在《自然》上的一篇论文，NASA的哈勃太空望远镜在不知不觉中抓住了这样一个蹒跚学步的黑洞。它的生日是大爆炸后的7.5亿年，被称作GNz7q。
多年来，尽管这个快速成长、即将成为超大质量的黑洞生活在天空中研究得最好的区域之一，这个区域被大天文台起源深勘-北方所覆盖，但它却一直隐藏在旧的哈勃数据中。然后有一天，GNz7q作为一个神秘的红点出现在太空的黑暗背景中。
哥本哈根大学尼尔斯-玻尔研究所的天文学家、该研究的论文共同作者Gabriel Brammer在一份声明中说道：“GNz7q是一个独特的发现，它就在一个著名的、研究良好的天区的中心被发现。”另外，他补充称：“在相对较小的GOODS-North测量区域内发现GNz7q不太可能只是‘愚蠢的运气’，而是这类来源的普遍性事实上可能比以前想象的要高得多。”
换言之，可能还有一堆被意外忽略的小黑洞正在等待着我们去发现。GNz7q还可能帮助科学家实现一项更伟大的宇宙任务，即解码超大质量黑洞的起源。
连接宇宙的点
“超大质量”勉强开始解释黑洞可以达到多么巨大的程度。这些空洞的大小是我们太阳的数百万倍。就背景而言，一百万个地球可以容纳在我们的主星中。我甚至都不想去想有多少人可以依偎在一个巨大的黑洞里。
正因为如此，天文学家的一个长期问题就是你现在可能正在思考的问题：一些黑洞如何变得如此之大？这一切从哪里开始？
“了解超大质量黑洞是如何在早期宇宙中形成和成长的已经成为一个重大的谜团，”Brammar在一份声明中说。
GNz7q也许能够对此有所帮助。
Brammar指出，科学家们认为超大质量黑洞起源于星爆星系的尘埃核心，或者说是那些超快冒出恒星的星系。然后在吞噬所有的星系尘埃和气体时，深渊大概会获得大量的热量并最终伴随着类星体或发光的中央喷射物从其茧中出现。
在这一过程中的某个地方，这些黑洞被认为会无情地增大并变成我们观察到的景象。
然而尽管科学家们在过去已经发现了星爆星系和耀眼的类星体以支持该理论的开头和结尾，但这个故事的中间章节是基于计算机模拟的。在星爆星系的起点和类星体的终点之间的一个中介以前没有被观察到--直到GNz7q。
哥本哈根大学尼尔斯-玻尔研究所的天文学家、论文的第一作者Seiji Fujimoto在一份声明中说道：“GNz7q提供了这两个罕见种群之间的直接联系，这为理解宇宙早期超大质量黑洞的快速增长提供了一条新途径。”
从本质上讲，尽管它生活在一个被称为宇宙黎明的时代，GNz7q最终可以解释居住在宇宙后期时代的超大质量黑洞是如何产生的。NASA甚至称这个古老的鸿沟是超大质量黑洞起源理论的一个潜在的“缺失环节”，特别是因为它还表现出跟类星体和星爆星系有大量的相似之处。
Fujimoto说道：“该天体在整个电磁波段的属性跟理论模拟的预测非常一致。”如它在GOODS-North调查中的红色可能是类星体光线的产物，这些光线由于星爆尘埃而变红。
NASA詹姆斯-韦伯将研究一个古老的黑洞
哈勃最近一直在努力并在最近发现了一些东西，如人类有史以来最遥远的单星以及一颗带有“肮脏雪球”核的彗星。
甚至除了我们可信赖的望远镜之外，天文学的启示似乎也在整体上得到加强。比如一个团队找到了我们人类所见过的最遥远星系的候选者，并且感觉我们每天都在获得关于系外行星的新知识。
这种稳定涌入的星际天体目击事件对NASA的詹姆斯-韦伯太空望远镜来说都是好消息，GNz7q的传奇故事也不例外。
现在，韦伯已经准备好利用其前所未有的红外成像能力来揭开宇宙最深层的实际上也是最黑暗的秘密。它有能力窥视过去--就在大爆炸之后，这就是它将成为研究哈勃新发现的黑洞的巨大细节的一个优秀工具的原因。
Fujimoto说道：“通过詹姆斯-韦伯望远镜，全面描述这些天体的特征并更详细地探测它们的演变和基本物理学将成为可能。一旦进入正常运行，韦伯将有能力决定性地确定这些快速增长的黑洞到底有多普遍。”
现在已经进入轨道，韦伯预计将在今年夏天发回它的第一批图像。而当我们第一次看到这些备受期待的图片时，我们可能要记住GNz7q的意外发现为我们提供的一个重要信息。
正如Brammer所说的：“它表明，重大发现往往就隐藏在你的面前。”
相关报道：距地130亿光年超大质量黑洞祖先“现身”
（神秘的地球uux.cn报道）据科技日报（刘霞）：美国科学家在近日出版的《自然》杂志撰文指出，他们利用哈勃太空望远镜，发现了一个距离地球130亿光年的红色尘埃物体，它诞生于宇宙大爆炸7.5亿年后的“宇宙黎明”时期，可能是超大质量黑洞已知最早的祖先，为理解早期宇宙中超大质量黑洞如何快速增长提供了新途径。
研究人员指出，这颗古老的天体“一半是星系，一半是类星体”，拥有介于尘土飞扬的恒星形成星系和明亮发光的黑洞（类星体）之间的特征，被称为过渡红色类星体，理论认为存在于早期宇宙中，但此前从未被观测到。
类星体是由位于星系中央的超大质量黑洞驱动的极其明亮的天体，这些巨型黑洞的质量为太阳质量的数百万到数百亿倍，以惊人的速度吞噬着周围的一切，而被吞噬进入这些黑洞的气体会由于摩擦而升温，产生与星光同样明亮的辉光。
之前的研究表明，类星体存在于宇宙诞生后7亿年内，但目前尚不清楚这些超大质量物体是如何在大爆炸后如此迅速形成的。该研究合著者、哥伦比亚大学尼尔斯玻尔研究所副教授加布里埃尔·布拉默说：“模拟表明，这些黑洞会经历一个快速增长的早期过渡阶段：一个红色致密物体从一个尘埃严重遮蔽的星系中出现。”
在最新研究中，布拉默团队在用哈勃太空望远镜研究一个古老的恒星形成星系时，发现了此类罕见过渡天体中的一个——GNz7q。
研究表明，这个早期星系似乎能以比今天的银河系快1600倍的速度产出新恒星，所有这些新生恒星都释放出了巨大的热量，加热了星系周围的气体，使其在红外波段发出明亮的光芒。在这些尘埃中，布拉默团队发现了一个红色光点，这是一个巨大而紧凑的物体，周围弥漫着巨大的尘埃雾。
布拉默说：“这个红点的光度和颜色完全符合过渡期红色类星体的预测特征。观测到的性质与理论模拟非常一致，表明GNz7q是首个处于过渡、快速增长阶段的黑洞，是后来超大质量黑洞的祖先。”
研究人员希望借助可以追溯到宇宙最早期阶段的望远镜，如美国国家航空航天局的詹姆斯·韦布太空望远镜，发现其他类似的物体。
相关报道：宇宙黎明时分星系由尘埃致密体过渡到类星体
（神秘的地球uux.cn报道）据中国科学报：自从发现发光类星体在宇宙大爆炸后仅存在7亿年以来，了解超大质量黑洞在早期宇宙中如何形成和生长已成为一个重大难题。
理论模拟显示了一种进化序列，尘埃红移的类星体从严重尘埃遮蔽的星暴星系中出现，然后通过释放气体和尘埃过渡到无遮蔽的发光类星体。尽管最后一个阶段的红移已被确定为7.6，但由于它们在光学和近红外波长上的微弱性，目前尚未发现具有类似红移的过渡类星体。
研究组报道了一个紫外致密天体GNz7q的观测结果，它与一个红移为7.1899±0.0005、尘埃掩蔽的星暴有关。
在该时期，宿主星系的尘埃辐射比任何其他已知物体都要明亮，在480秒差距的中心半径范围内，每年形成1600个太阳质量的恒星。在深部、高分辨率成像和无狭缝光谱中，可识别出一个远紫外的红点源。
GNz7q在X射线中非常微弱，这表明在尘埃星暴核心出现了一个独特的紫外致密恒星形成区或一个超过爱丁顿极限的黑洞吸积盘。在后一种情况下，观测到的性质与宇宙学模拟的预测一致，并表明GNz7q是晚期无遮蔽发光类星体的祖先。
