科學家觀測早期宇宙質量最大黑洞：產生機製成謎

它們是宇宙中的巨獸——迄今已知最大的黑洞，它們將幫助我們了解這種神秘宇宙現象的成因。

美國宇航局的費米空間望遠鏡近期觀測到迄今最遙遠的伽馬射線耀變體，耀變體是一類發齣劇烈輻射的特殊星系，科學家們認定其內部存在超大質量黑洞。

這些最遙遠的天體發出的光在出發時宇宙年齡還只有14億年，也就是相當於其當前年齡的10%左右。對這些最遙遠天體的研究或許將幫助我們更好了解黑洞的形成機制。

美國宇航局戈達德空間飛行中心的天文學家魯佩斯·奧哈（Roopesh Ojha）表示：「儘管它們非常年輕，這些遙遠的耀變體代表著我們迄今已知質量最大的黑洞。」他說：「它們竟然能夠在如此早期的宇宙中形成，對現有的超大質量黑洞形成理論構成了挑戰，我們希望能夠找到更多此類天體以便更好地理解這一過程。」

耀變體是一類由黑洞所驅動的特殊星系，它們是美國宇航局費米空間望遠鏡探測到數量最多的輻射源類型之一。當質量相當於太陽數百萬倍的巨量物質盤旋下落時，劇烈的摩擦和撕裂效應產生強烈的高能輻射。同時有一部分下落物質還會被拋射出去，形成兩條對稱的強烈噴流現象

距離遙遠的耀變體在高能伽馬射線波段上會有損耗，這是由於一種被稱為「星系積背景光」（EBL）的效應作祟。這是一種可見光和紫外波段存在的瀰漫於宇宙空間的背景光。如圖所示，一個輻射源的距離越遙遠，我們能夠探測到的來自這個輻射源的高能伽馬射線就越少

科學家們認為耀變體可能是一類巨型橢圓星系，其內部存在活躍的超大質量黑洞，它們會發出極為劇烈的輻射，從而成為宇宙中最為高能的現象之一。

研究人員在1月30日的美國物理學會會議上報告了他們的有關發現，相關論文也已經提交《天體物理學報》審核。

天文學家們認為這類天體發出的超強輻射源自其內部黑洞大量吞噬周圍氣體物質的過程。當質量相當於太陽數百萬倍的巨量物質盤旋下落時，劇烈的摩擦和撕裂效應產生強烈的高能輻射。同時有一部分下落物質還會被拋射出去，形成兩條對稱的強烈噴流現象，大量粒子以接近光速的速度向兩側噴射。

在整個光譜上，耀變體基本都非常明亮，包括伽馬射線這樣的最高能級上也是如此。而此次費米空間望遠鏡觀測到的這些遙遠耀變體中，有一條這樣的噴流剛好對著地球方向，因此格外明亮。

在此之前，費米空間望遠鏡探測到的最遙遠耀變體誕生於宇宙年齡大約21億年時。在那之後科學家們開始致力於搜尋年代更早的此類天體，他們在包含140萬個類星體的星表中逐個鑒別搜索。

而為了提升效率，也由於距離極其遙遠，只有那些最明亮的輻射源才能夠被觀測到，他們於是剔除了大部分目標，只留下那些在射電波段最為明亮的目標進行觀察。經過篩選之後，還剩下1100個候選目標，隨後研究組調用費米空間望遠鏡的觀測數據進行分析，結果從中找到了5個新的伽馬射線耀變體。

科學家們認為耀變體可能是一類巨型橢圓星系，其內部存在活躍的超大質量黑洞，它們會發出極為劇烈的輻射，從而成為宇宙中最為高能的現象之一

天文學上會用紅移概念來表示巨大的距離，紅移值越大，距離就越遙遠。最新發現的耀變體的紅移值大約在3.3~4.31之間，這就意味著我們現在所接收到的來自這些天體的光線是在宇宙僅有14~19億年時發出的

天文學上會用紅移概念來表示巨大的距離，紅移值越大，距離就越遙遠。最新發現的耀變體的紅移值大約在3.3~4.31之間，這就意味著我們現在所接收到的來自這些天體的光線是在宇宙僅有14~19億年時發出的。

美國南卡羅來納州克萊姆森大學的瓦德希·帕里亞（Vaidehi Paliya）表示：「我們發現這些輻射源之後便立即著手收集它們所有波段上的數據並從中提取一些關鍵信息，比如其內部黑洞的質量大小，吸積盤亮度以及噴流能級等等。」

結果發現有兩個耀變體內部的黑洞質量有可能超過數十億倍的太陽質量。除此之外，所有發現的耀變體都有極為明亮的吸積盤，其輻射強度是太陽輻射強度的2萬億倍以上。這就意味著正有巨量的物質不斷落入中央黑洞，並在此過程中產生劇烈的輻射與噴流現象。研究人員表示：「現在最主要的問題就是，在如此年輕的宇宙中，這些巨型黑洞究竟是如何形成的？我們目前還不知道究竟是何種機制促成了它們如此高速的成長。」

與此同時，研究組還打算繼續開展更多的搜尋工作。研究組科學家們表示：「我們認為費米望遠鏡所探測到的還只不過是冰山一角，是此前未曾在伽馬射線波段探測到的大量此類天體目標中的最初一批。」

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