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存在時(shí)間之早挑戰(zhàn)了關(guān)于黑洞如何形成的假設(shè)

哈勃空間望遠(yuǎn)鏡此前曾“看到”的GN-z11星系（左）和正在“進(jìn)食”的黑洞的藝術(shù)插圖（右）。 圖片來(lái)源：美國(guó)太空網(wǎng)

　　科技日?qǐng)?bào)北京1月18日電 （記者張佳欣）英國(guó)劍橋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)使用詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）發(fā)現(xiàn)了迄今為止觀察到的最古老黑洞。該黑洞歷史可追溯到宇宙的“黎明時(shí)期”，約為大爆炸后4億年，距今超過130億年。研究人員還發(fā)現(xiàn)，它正在吞噬其宿主星系。研究結(jié)果發(fā)表在新一期《自然》雜志上。

　　這個(gè)質(zhì)量驚人的黑洞在宇宙中存在的時(shí)間如此之早，挑戰(zhàn)了關(guān)于黑洞如何形成和生長(zhǎng)的假設(shè)。天文學(xué)家認(rèn)為，在銀河系等星系中心發(fā)現(xiàn)的超大質(zhì)量黑洞在數(shù)十億年的時(shí)間里增長(zhǎng)到了現(xiàn)在的大小。但這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的黑洞大小表明，它們可能是以其他方式形成的。比如，它們可能天生就很大，或者吞噬物質(zhì)的速度比人們之前認(rèn)為的高出5倍。

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模型，超大質(zhì)量黑洞是由死亡恒星的殘余物形成的。這些恒星坍塌后可能形成一個(gè)質(zhì)量約為太陽(yáng)100倍的黑洞。如果它以預(yù)期的方式生長(zhǎng)，這個(gè)新探測(cè)到的黑洞將需要大約10億年的時(shí)間才能增長(zhǎng)到觀測(cè)時(shí)的大小。然而，當(dāng)這個(gè)黑洞被發(fā)現(xiàn)時(shí)，宇宙還不到10億歲。研究人員猜測(cè)，非常早期的星系富含氣體，可能是黑洞的豐盛“自助餐”。

　　像所有黑洞一樣，這個(gè)年輕的黑洞正在吞噬來(lái)自其宿主星系的物質(zhì)，以推動(dòng)其生長(zhǎng)。但這個(gè)黑洞吞噬物質(zhì)的能力比其他“兄弟”黑洞要強(qiáng)得多。

　　這個(gè)年輕的宿主星系被稱為GN-z11。它是一個(gè)致密星系，大小約是銀河系的1/100。但黑洞可能會(huì)損害它的發(fā)展。當(dāng)黑洞消耗太多氣體時(shí)，“黑洞風(fēng)”會(huì)把制造恒星的氣體物質(zhì)吹散。這種風(fēng)可能會(huì)阻止恒星的形成過程，慢慢地殺死星系，但它也會(huì)殺死黑洞本身，因?yàn)樗€會(huì)切斷黑洞的“食物”來(lái)源。

　　接下來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)希望利用JWST未來(lái)的觀測(cè)來(lái)嘗試尋找更小的黑洞“種子”，這可能有助于了解黑洞形成的各種可能方式。