新研究預(yù)測(cè)宇宙中最大超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量
在這幅圖中，一個(gè)超大質(zhì)量黑洞發(fā)射出一束高能粒子。究預(yù)鳴謝:美國(guó)宇航局/JPL加州理工學(xué)院
（神秘的測(cè)宇超揚(yáng)州模特包夜（電話微信181-8279-1445）提供一二線城市可以真實(shí)可靠快速安排30分鐘到達(dá)地球uux.cn）據(jù)科羅拉多大學(xué)博爾德分校（丹尼爾·斯特蘭）：在銀河系中心附近坐落著一個(gè)巨大的天體，天文學(xué)家稱之為人馬座A*。宙中最大質(zhì)量這個(gè)“超大質(zhì)量”黑洞可能與我們的黑洞星系同步增長(zhǎng)，而且它并不孤單。新研科學(xué)家懷疑類似的究預(yù)龐然大物潛伏在宇宙中幾乎所有大型星系的中心。
科羅拉多大學(xué)博爾德分校天體物理學(xué)和行星科學(xué)系的測(cè)宇超博士后研究員約瑟夫·西蒙說(shuō)，有些可能會(huì)變得非常大。宙中最大質(zhì)量
“我們星系中心的黑洞揚(yáng)州模特包夜（電話微信181-8279-1445）提供一二線城市可以真實(shí)可靠快速安排30分鐘到達(dá)黑洞是太陽(yáng)質(zhì)量的數(shù)百萬(wàn)倍，但我們也看到了其他我們認(rèn)為是新研太陽(yáng)質(zhì)量數(shù)十億倍的黑洞，”他說(shuō)。究預(yù)
這位天體物理學(xué)家致力于研究這些難以觀測(cè)的測(cè)宇超物體的行為。在最近的宙中最大質(zhì)量一項(xiàng)研究中，他利用計(jì)算機(jī)模擬或“模型”來(lái)預(yù)測(cè)宇宙中最大的黑洞超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量——這是一個(gè)被稱為黑洞質(zhì)量函數(shù)的數(shù)學(xué)概念。
換句話說(shuō)，西蒙試圖確定，如果你能把這些黑洞一個(gè)一個(gè)放在一個(gè)巨大的尺度上，你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么。
他的計(jì)算表明，數(shù)十億年前，黑洞的平均體積可能比科學(xué)家們?cè)?jīng)懷疑的要大得多。這些發(fā)現(xiàn)可能有助于研究人員揭開一個(gè)更大的謎團(tuán)，闡明在人馬座A*等天體從小黑洞成長(zhǎng)為今天的巨型天體的過(guò)程中，形成這些天體的力量。
西蒙說(shuō):“我們開始從各種不同的來(lái)源看到，從很早的時(shí)候開始，宇宙中就有相當(dāng)大的物質(zhì)存在。”
他在5月30日的《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)。
銀河交響曲
對(duì)西蒙來(lái)說(shuō)，那些“相當(dāng)大的東西”是他的面包和黃油。
這位天體物理學(xué)家是第二個(gè)研究項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目名為北美納赫茲引力波天文臺(tái)(NANOGrav)。通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目，西蒙和美國(guó)和加拿大的數(shù)百名其他科學(xué)家花了15年時(shí)間尋找一種被稱為“引力波背景”的現(xiàn)象這個(gè)概念指的是引力波的穩(wěn)定流動(dòng)，或空間和時(shí)間中的巨大波紋，在宇宙中以近乎恒定的方式波動(dòng)。
這種宇宙攪動(dòng)也源于超大質(zhì)量黑洞。西蒙解釋說(shuō)，如果兩個(gè)星系在太空中相撞，它們的中心黑洞也可能會(huì)發(fā)生碰撞，甚至合并。它們一圈又一圈地旋轉(zhuǎn)，然后像管弦樂(lè)隊(duì)中的兩個(gè)鈸一樣砰地撞擊在一起——只有這種鈸撞擊才會(huì)產(chǎn)生引力波，真正扭曲了宇宙的結(jié)構(gòu)。
然而，為了理解引力波背景，科學(xué)家首先需要知道宇宙的超大質(zhì)量黑洞到底有多大。西蒙說(shuō)，更大的鈸會(huì)產(chǎn)生更大的爆炸，產(chǎn)生更大的引力波。
只有一個(gè)問(wèn)題。
“對(duì)于我們自己的星系和附近的星系，我們有非常好的超大質(zhì)量黑洞的測(cè)量方法，”他說(shuō)。“我們沒(méi)有對(duì)更遠(yuǎn)的星系進(jìn)行同樣的測(cè)量。我們只需要猜測(cè)。”
上升中的黑洞
在他的新研究中，西蒙決定用一種全新的方式來(lái)猜測(cè)。
首先，他收集了幾十萬(wàn)個(gè)星系的信息，有些已經(jīng)有幾十億年的歷史了。(光的傳播速度只能有這么快，所以當(dāng)人類觀察更遠(yuǎn)的星系時(shí)，他們是在回顧過(guò)去)。西蒙利用這些信息計(jì)算出宇宙中最大星系的近似黑洞質(zhì)量。然后，他利用計(jì)算機(jī)模型來(lái)模擬這些星系可能產(chǎn)生的引力波背景，目前正在沖刷地球。
西蒙的結(jié)果揭示了宇宙中大約40億年前超大質(zhì)量黑洞的完整大雜燴。他還注意到一些奇怪的事情:數(shù)十億年前，遍布宇宙的大型星系似乎比一些先前的研究預(yù)測(cè)的要多得多。那沒(méi)有多大意義。
“人們一直期望你只能在附近的宇宙中看到這些真正巨大的系統(tǒng)，”西蒙說(shuō)。"黑洞的成長(zhǎng)需要時(shí)間."
然而，他的研究增加了越來(lái)越多的證據(jù)，表明它們可能不像天體物理學(xué)家曾經(jīng)認(rèn)為的那樣需要那么多時(shí)間。例如，NANOGrav團(tuán)隊(duì)已經(jīng)看到了類似的跡象，表明數(shù)十億年前宇宙中隱藏著巨大的黑洞。
目前，西蒙希望探索更久遠(yuǎn)的黑洞的全部范圍——揭示銀河系以及最終我們的太陽(yáng)系如何形成的線索。
西蒙說(shuō):“了解黑洞的質(zhì)量對(duì)一些基礎(chǔ)問(wèn)題至關(guān)重要，如引力波背景，以及星系如何增長(zhǎng)和我們的宇宙如何演變。” |
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