1806类星体与早期宇宙黑洞形成有关吗？类星体
【菜科解读】
类星体在大爆炸之后仅6.7亿年就完全形成，并由已知的最早的超大质量黑洞提供动力，可洞悉早期宇宙中巨大星系的形成。
由亚利桑那大学领导的一组天文学家观测到距离地球130.3亿光年的发光类星体，是迄今为止发现的最遥远的类星体。
类星体的历史可追溯到大爆炸之后的6.7亿年，当时宇宙仅是其当前年龄的5％，类星体拥有一个超大质量的黑洞，相当于16亿个太阳的总质量。
除了是最遥远且最早的类星体，这个物体还是同类物体中第一个显示出过热气体以五分之一光速从黑洞周围逸出的证据。
除了揭示强类星体驱动的风之外，新观测还显示了类星体（正式名称为J0313-1806）所在的宿主星系中强烈的恒星形成活动。
研究人员将在2021年1月11日至15日之间举行的美国天文学会第237次会议的新闻发布会和科学演讲期间，介绍他们的发现，这些发现已被发表在《 天体物理学杂志快报》上。
三年前发现了婴儿宇宙中类星体的先前记录，亚利桑那大学团队也为这一发现做出了贡献。
类星体被认为是由于超大质量黑洞吞没了周围的物质（例如气体甚至整个恒星），导致了过热物质的漩涡（称为吸积盘）在黑洞周围旋转。
由于涉及巨大的能量，类星体是宇宙中最明亮的光源之一，通常比它们的宿主星系更耀眼。
尽管J0313-1806比以前的记录保持者仅相距2000万光年，但新的类星体包含一个超大质量的黑洞，其重量是其两倍。
这标志着宇宙学的重大进步，因为它对早期宇宙中黑洞的形成提供了最强的约束。
该论文的主要作者，UArizona管家天文台的哈勃研究员Feige Wang说：“这是超大质量黑洞如何影响其周围星系的最早证据。
” “通过观察距离较远的星系，我们知道这是必须发生的，但我们从未见过如此早在宇宙中发生。
”
在宇宙还很小的时候，类星体已经在其黑洞中积累了数百万甚至数十亿个太阳质量，这对科学家试图解释它们是如何在没有时间的情况下如何存在构成了挑战。
关于黑洞形成的一种普遍接受的解释是，一颗恒星在生命尽头以超新星的形式爆炸并坍塌成黑洞。
当这些黑洞随时间合并时，理论上它们可以成长为超大质量的黑洞。
但是，就像每年要花费一美元来建立退休基金需要很多人一生一样，早期宇宙中的类星体有点像学步百万富翁。
他们一定是通过其他方式获得了质量。
新发现的类星体提供了一个新的基准，排除了两种目前关于超大质量黑洞如何在如此短的时间尺度内形成的模型。
在第一个模型中，大质量的恒星主要由氢组成，缺乏组成后来的恒星的大多数其他元素，包括金属，在年轻的星系中形成了第一代恒星，并为新生的黑洞提供了食物。
第二个模型涉及密集的星团，这些星团从一开始就坍塌成一个巨大的黑洞。
根据发现它的团队，类星J0313-1806拥有一个黑洞，该黑洞太大，无法用上述情况解释。
研究小组计算得出，如果黑洞的中心早在大爆炸之后就形成了1亿年，并且以尽可能快的速度增长，那么它仍然必须至少有10,000个太阳质量。
“这告诉你，无论做什么，这个黑洞的种子一定是通过不同的机制形成的。
”亚利桑那大学天文学系副主任范晓辉说。
“在这种情况下，涉及大量原始冷氢气的气体直接塌陷到种子黑洞中。
”
因为这种机制不需要成熟的恒星作为原料，所以它是唯一一种在类星体如此早期就允许类星体J0313-1806的超大质量黑洞增长到16亿太阳质量的机制。
这就是使新记录类星体如此有价值的原因。
他说：“一旦您降低了红移，所有的模型都可以解释那些距离较远，质量较小的类星体的存在。
” “为了使黑洞增长到我们在J0313-1806中看到的大小，它必须以至少10,000太阳质量的种子黑洞开始，并且只有在直接坍塌的情况下才有可能。
”
根据当前的星系演化模型，超大质量黑洞在其中心生长可能是星系最终停止制造新恒星的主要原因。
类星体的作用就像是一个具有宇宙比例的喷灯一样，会猛烈地轰炸周围的环境，有效清除其宿主星系中的大量冷气体，而冷气体则是形成恒星的原材料。
通过测量类星体的光度，王的团队计算出，在其中心的超大质量黑洞平均每年摄入相当于25个太阳的质量，这被认为是其高速热等离子体风以相对论速度吹进其周围星系的主要原因。
相比之下，银河系中心的黑洞大部分已经休眠。
虽然银河系每年以大约一个太阳质量的悠闲速度形成恒星，但J0313-1806却在同一时期产生了200个太阳质量。
王说：“这是一个相对较高的恒星形成率，类似于在其他类似年龄的类星体中所观察到的，它告诉我们宿主星系的增长非常快。
”
范补充说：“这些类星体可能仍在建立其超大质量黑洞的过程中。
” “随着时间的流逝，类星体的流出物加热并把所有气体排出银河系，然后黑洞不再有东西可以吃了，并且会停止增长。
这是这些最早的大规模星系及其类星体如何生长的证据。
”
研究人员希望通过未来的观察，发现有关类星体秘密的更多信息，尤其是目前计划于2021年发射的NASA的James Webb太空望远镜。
王说：“使用地面望远镜，我们只能看到一个点光源。
” “未来的观察可能使更详细地解决类星体成为可能，显示类星体的流出结构以及风向其星系延伸的距离，这将使我们对它的演化阶段有一个更好的认识。
”
科学家给出了两种猜测，第一就是宇宙中可能存在一些喜欢四处游走的恒星。
假如把规模放大到整个世界，那么提起质量大，咱们都会想到黑洞。
目前为止，人们发现的质量最大的黑洞，质量足足是太阳质量的八亿倍。
当然，这仅仅最大的，其它的黑洞质量并没有这么惊骇。
榜首名和第二名差了一个世纪这样的工作，不止会在你的分数榜上，也会出在黑洞质量的比照中。
咱们观测到的一般的黑洞的质量都不会超过几十倍太阳质量。
但饶是这样的质量，也足以捕捉其它天体了。
人类假如误入了黑洞，必定会被吞噬。
看样子，菜叶说说，假如遭遇黑洞，没有天体能够摆脱被拖入内部的命运。
可是工作总有例外。
近日，科学家们发现了一颗奇特的小恒星。
说它奇特，是因为它处在一处700倍太阳质量的黑洞的邻近，却并没有被黑洞吞噬。
反而彻底无视黑洞的存在，我行我素地在世界中发出着自己的亮光，非常惹眼。
那么，为什么黑洞邻近会有小恒星的存在呢？ 科学家给出了两种猜想，榜首便是世界中可能存在一些喜爱四处游走的恒星，这些恒星自身温度就很高，随之后边遇到黑洞的时候，会因为发出紫外线辐射，而导致恒星周围的气体云团发生坍缩，终究构成一颗小恒星。
第二种可能性便是黑洞的邻近会有一些密度较大的分子云，这些分子云并不是彻底停止的，它们之间的磕碰和揉捏会使得它们终究集合在一起，在密度满足后就会慢慢变成恒星。
当然，这些仅仅对这颗小恒星来历的猜想。
而现实到底是怎么一回事，还有待后续研讨。
一起，在这颗小恒星的身上，还有许多未解之谜等候咱们探究，比方为什么它能够不被吞噬，它又有什么物理特征等等。
可是不论怎么样，这颗小恒星的呈现，都将为人类研讨如何摆脱黑洞的招引提供了条件。
相信在不就的将来，人类能够不用再害怕黑洞可怕的招引力了。
暗能量光谱仪帮助制作了最大的宇宙三维地图？帮助更好的了解暗能量
暗能量光谱仪 (DESI) 是加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室与世界各地科学家的合作项目，于 2015 年至 2019 年间安装在索诺兰沙漠基特峰国家天文台的 Mayall 望远镜上，距离约 50 英里（88公里）在图森以西，并且已经进行了不到一年的调查。
它的目的是创建一个更大的宇宙 3D 地图，以更好地理解暗能量的物理学，暗能量是加速宇宙膨胀的神秘力量。
伯克利实验室从事该项目的物理学家朱利安盖伊说。
“在 3D 地图中的星系分布中，存在巨大的星团、细丝和空隙。
” “它们是宇宙中最大的结构。
”他补充道。
“但在它们里面，你会发现非常早期宇宙的印记，以及从那以后宇宙膨胀的历史。
”研究人员希望了解暗能量的影响可以帮助他们决定宇宙的最终命运。
DESI团队使用了2021年1月发布的巨型二维宇宙地图，为几周后开始的三维调查准备仪器。
新的3D地图精确定位了超过750万个星系的位置，大大超过了斯隆数字天空调查在2008年创下的大约93万个星系的先前记录。
根据伯克利实验室的一份声明，DESI 收集了数百万个星系的光谱图像，这些星系分布在大约三分之一的天空中。
通过检查来自每个星系的光的色谱，科学家们可以确定光已经“红移”了多少——也就是说，由宇宙膨胀引起的多普勒效应向光谱的红端拉伸。
一般来说，星系的红移越大，它离开的速度越快，离地球上的观测者就越远。
我们的宇宙自大约 138 亿年前的大爆炸开始以来一直在膨胀，现在它比我们能看到的最远距离 大得多——至少有920 亿光年宽。
声明称，DESI 项目的科学家希望他们的 3D 宇宙地图能够揭示天空的“深度”，菜叶说说，并帮助他们绘制星系团和超星系团的图表。
因为这些结构带有它们最初形成的回声，作为婴儿宇宙物质中的物理涟漪，研究人员希望利用这些数据来确定宇宙的膨胀历史——以及它的最终命运。
“我们的科学目标是测量原始等离子体中波的印记。
”盖伊说。
“令人震惊的是，我们实际上可以在数十亿年后检测到这些波的影响，而且在我们的调查中如此之快。
”
