大爆炸后，宇宙僅存在了9億年。
這一電波影像顯示了兩架射流從天蝎座A中心射出，這一星系距離銀河系并不遙遠。一項新的研究在一個更遙遠的古老星系發(fā)現(xiàn)了相似物體。該星系中心的超大質(zhì)量黑洞向地球發(fā)射了一束明亮的相對噴流，稱為耀變體。
（圖像版權(quán)歸美國國家射電天文臺所有）
圖解：超重黑洞平均密度可以很低，甚至比空氣密度還要低。這是因為史瓦西半徑與其質(zhì)量成正比，而密度則與體積成反比。由于球體(如非旋轉(zhuǎn)黑洞的事件視界)體積是與半徑立方成正比，而質(zhì)量差不多以直線增長，體積增長率則會更大。故此，密度會隨黑洞半徑增長而減少。圖源：baike
宇宙大爆炸后九億年，就是宇宙星系最早形成時的時期，就友誼和黑洞比太陽大一百萬倍。它吸收了大量的電離氣體形成銀河引擎，即人們所知的耀變體，能將一股超熱的明亮物質(zhì)噴入太空。在地球上我們還能探測到爆炸120億年后發(fā)出的光線。
天文學家早先發(fā)現(xiàn)證明了原始超重黑洞存在于射電噪聲活動星系核。射電噪聲活動星系核是有核星系，用射電望遠鏡看會格外明亮，以此證明該星系含有超重黑洞。耀變體是射電噪聲活動星系核的特殊形式，它向相反方向噴出兩束窄的相對論性物質(zhì)(速度接近光速) 。這些噴射流發(fā)出許多不同波長的窄光束，它們必須對準地球，我們才能在如此遙遠的距離上探測到它們。耀變體的新發(fā)現(xiàn)將最古老的超大質(zhì)量黑洞的確定日期提前到了宇宙歷史的頭10億年，這表明在那個時代還有其他類似的黑洞我們還沒有發(fā)現(xiàn)。
圖解：活躍星系核(active galactic nucleus，縮寫為AGN)是河外天體中的一類中央核區(qū)活動性很強的系外星系。圖源image
“正是這些發(fā)現(xiàn)，我們可以確信，在宇宙的前十億年中，存在著大量質(zhì)量非常大的黑洞，它們發(fā)射出強大的相對論射流，”意大利國家研究所的博士生西爾維亞·貝拉迪塔在一份聲明中說道。作為米蘭天體物理學的作者，他也是有關(guān)耀變體的新論文的合著者。
圖解：“黑洞是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體”。圖源：image
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貝拉迪塔特和她的合著者的發(fā)現(xiàn)證實，耀變體存在于“電離”的宇宙歷史時期，這是在大爆炸后漫長的黑暗時代之后，第一批恒星和星系開始形成之后的時期。
圖解：星系，別稱宇宙島，源自于希臘語的γαλαξ?α? (galaxias)。廣義上星系指無數(shù)的恒星系(包括恒星的自體)、塵埃(如星云等)組成的運行系統(tǒng)。參考銀河系，它是一個包含恒星、氣體的星際物質(zhì)、宇宙塵和暗物質(zhì)，并且受到重力束縛的大星系。圖源：image
作者寫道，“發(fā)現(xiàn)一顆耀變體有力表明還有許多耀變體的存在。在宇宙早期階段，如果只有一顆耀變體存在，那么它那狹窄可見的微弱光束剛好射向地球，則會是件極其幸運的事。而更有可能的是，當時有許多這樣的耀變體向各個方向照射，其中有一個碰巧為我們照亮了道路?！?/span>
圖解：耀變體。圖源：image
作者寫道，“這些耀變體是超重黑洞的種子，引導著巨大星系的中心穿過我們今天的宇宙，包括我們銀河系中心相對安靜的超重黑洞--人馬座A?！?/span>
圖解：人馬座(拉丁語:Sagittarius,亦翻譯為射手座，天文符號:?)是一個南天黃道帶星座 圖源：image
“觀測耀變體非常重要。對于此類發(fā)現(xiàn)的每個源頭，我們知道至少有100個相似體，但大部分方向不同，而且光線過于微弱，我們很難用肉眼直接看到?！必惱纤乇硎?。
這些研究幫助天體物理學家重現(xiàn)這些巨大黑洞的形成方式與形成時間。
黑洞是時空中的一個區(qū)域，它的引力加速度非常大，以至于任何粒子，甚至光之類的電磁輻射都無法逃脫。[6]
廣義相對論預言，一個足夠緊密的質(zhì)量可以使時空變形，從而形成黑洞。[7][8] 無法逃脫的區(qū)域邊界被稱為事件視界。雖然事件視界對穿過它的物體的命運和環(huán)境有巨大的影響，但在局部可檢測的特征中似乎沒有觀察到。[9] 這樣看來，黑洞就像一個慵懶的黑色體，毫無光亮。[10][11] 此外，彎曲時空的量子場論預測，視界會發(fā)出霍金輻射，其頻譜與溫度與質(zhì)量成反比的黑體相同。對于具有恒星質(zhì)量的黑洞來說，這個溫度大約是十億分之一開爾文，因此基本上不可能觀測到。
圖解：黑洞 圖源：image
18世紀，約翰·米歇爾和皮埃爾·西蒙·拉普拉斯首次考慮了引力場太強以至于光線無法逃逸的物體。[12]1916年，卡爾·施瓦茨希爾德發(fā)現(xiàn)了第一個描述黑洞特征的廣義相對論的現(xiàn)代解，盡管1958年，戴維·芬克爾斯坦首次發(fā)表了關(guān)于黑洞是一個沒有任何東西可以逃脫的空間區(qū)域的解釋。黑洞長期以來被認為是數(shù)學上的奇葩;在20世紀60年代，理論工作表明它們是廣義相對論的一個普遍預測。喬斯林·貝爾·伯奈爾1967年發(fā)現(xiàn)的中子星激起了人們對引力坍縮的致密物體的興趣，認為這是一種可能的天體物理現(xiàn)實。
作者: Rafi Letzter
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參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3.原文來自：https://www.space.com/early-universe-black-hole-blazar-galaxy-discovey.html
本文由天文志愿文章組- behemoth翻譯自Rafi Letzter的作品，如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請于三十日以內(nèi)聯(lián)系運營者刪除。
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