NASA的望远镜揭示巨型黑洞快速形成机制

　　 上图显示了在宇宙初期气体云直接坍缩而产生了特大质量黑洞，这是迄今为止最有力的证据。研究人员在结合了钱德拉、哈勃以及斯皮策太空望远镜的数据而得出这一研究成果。

　　 图片来源：NASA/CXC/STScI

通过NASA大天文台计划，天文学家得到了宇宙初期宇宙的“种子”成长为特大质量黑洞的迄今最佳的佐证。

通过结合钱德拉X射线天文台，哈勃太空望远镜，以及斯皮策太空望远镜的数据，研究人员得以证认一些可能的黑洞种子。针对这一发现的讨论将会以论文的形式发表在下一期《皇家天文学会月报》上。

来自意大利比萨高等师范学校的该研究领导者Fabio Pacucci声称：“如果我们的发现得到证实，那将解释超大质量黑洞的产生原因。我们的发现证明了超大质量黑洞的种子会直接由巨型气体云的坍缩而产生，跳过了任何中间的步骤。”

科学家们相信几乎所有的大型星系中心都有一个超大质量黑洞，包括我们的银河系。他们发现，有些质量为太阳的数百万甚至数十亿倍的超大质量黑洞仅在宇宙大爆炸后十亿年之内就产生了。

一个理论认为，黑洞种子是通过吸入周围气体以及与较小黑洞的并合而逐渐长大的，这一过程需要的时间比已发现的快速形成的黑洞长得多。

这些新发现则暗示，一些最早出现的黑洞产生于气体云坍缩，跳过其他中间阶段，例如大质量恒星的形成及后来的毁灭。

比萨高等师范学校的合作作者Andrea Ferrara说：“关于黑洞形成所遵循的途径，现在还有很多争论，相对于黑洞一开始很小而后极速成长的理论，我们的结论倾向于黑洞一开始就很大，然后以一个正常的速度成长。”

研究人员使用了黑洞种子的计算机模型，并结合了一种新方法，从来自于钱德拉X射线天文台，哈勃太空望远镜，以及斯皮策太空望远镜的长时间曝光图像中选择黑洞种子的候选体。

研究小组发现了两个极有可能是黑洞种子的候选体，它们在红外波段都与理论轮廓相符合，包括它们都是很红的天体，以及发射被钱德拉X射线天文台探测到的X射线。对它们的距离所做的估计指示，它们在宇宙产生不到十亿年内就产生了。

“黑洞种子很难找到，也很难被确认。”该论文的合作作者，来自意大利国立天体物理研究所的Andrea Grazian说，“但是我们认为我们的研究揭露了迄今为止最佳的黑洞种子候选体。”

研究小组计划继续用X射线与红外线进行观测，以查明这两个物体是否具有黑洞种子所应该具有的更多性质。詹姆斯韦伯太空望远镜和欧洲极大望远镜这样的即将面世的天文台，将会通过探测宇宙更远处和小型黑洞的光线，为未来的研究提供帮助。科学家们正在建立用于解译这些即将得到的新数据的理论框架，以期能找到宇宙中的第一代黑洞。

“作为科学家，现在我们不能说我们的模型是正确的。”Pacucci说，“但是我们确信我们的模型能够在不用多余的假设的情况下重现这一观测结果。”

美国阿拉巴马州亨茨维尔市的马歇尔太空飞行中心主管这项钱德拉工程。马萨诸塞州剑桥市的史密松天体物理台将负责钱德拉天文台的科学运作与航天运作。

哈勃太空望远镜是美国宇航局（NASA）和欧洲宇航局的合作项目。马里兰州的戈达德宇宙飞行中心负责管理哈勃太空望远镜，巴尔的摩市的空间望远镜研究所负责望远镜的操作，位于华盛顿的大学天文研究协会接受NASA的委托负责运作空间望远镜研究所。

　　加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室负责管理斯皮策太空望远镜任务，斯皮策科学中心负责望远镜的科学运作，航天器的运作由科罗拉多州立托顿市洛克希德?马丁公司负责。（ 翻译：狐步 校核：Yuk-Ming ）

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