最大的黑洞，最明亮的類星體

【博科園-科學科普】一個超遙遠的類星體，在其中心有大量的證據證明超大質量黑洞的存在。黑洞如何如此迅速地變得如此巨大，是一個有爭議的科學爭論的話題，但可能有一個符合我們標準理論的答案。

圖片版權：X-ray: NASA/CXC/Univ of Michigan/R.C.Reis et al; Optical: NASA/STScI

活躍黑洞的例子：一個在兩個垂直的射流中加速物質和加速它的一部分，是類星體活動的顯著描述。

圖片版權：Mark A. Garlick

到目前為止已知的第六個最明亮的類星體，其質量是在2009年的研究中確定的：相當於400億個太陽。

黑洞的質量是視界半徑的唯一決定因素，它是一個非旋轉的、孤立的黑洞。其中最大規模的是目前S5 0014 + 81，是40億太陽倍質量。

圖片版權：SXS team; Bohn et al 2015

它的物理尺寸（體積）是地球-太陽距離的800倍或者超過1000億千米。

三角星系可能不像我們自己或仙女座星系那樣龐大或令人印象深刻，但它是地球上肉眼可見的最遠天體，也是我們本星系群的第三大星系。

圖片版權：Robert Gendler, Subaru Telescope (NAOJ)

這使得它成為整個宇宙中所知的最大的黑洞，和我們本星系群的第三大成員三角星系一樣巨大。

遠處巨大的類星體顯示了其核心的超暗黑洞，而它們的電磁對應物很容易被探測到。只有吸積盤和射流是可見的，而不是黑洞本身。

圖片版權：J. Wise/Georgia Institute of Technology and J. Regan/Dublin City University

它發出如此明亮的光芒，因為大量物質通過吸積盤進入中心加速併產生光。

當一個活躍的星系有射流直接指向地球時，我們觀察到一種稱為「耀變體」的超發光現象。這些是宇宙中看到的最亮的物體。

圖片版權：NASA / JPL

這種物質被稱為「耀變體」是所有活躍星系中最亮的一類，說明有超大質量的黑洞。

如果這個類星體的距離是我們太陽的1800萬倍(距離地球280光年)，那麼它就會像給予我們生命的恆星一樣在天空中閃耀。

圖片版權：Wikimedia Commons user Alan 2988

如果它距離我們280光年遠，它就會像我們的太陽在天空中一樣明亮。

宇宙中最遠的x射線射流，類星體 S5 0014 + 81。

圖片版權：X-ray: NASA/CXC/NRC/C.Cheung et al; Optical: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA

相反S5 0014 + 81的距離超過220億光年，我們看到的是在大爆炸之後的16億年。

模擬了各種氣體豐富的過程，如星系合併，表明了直接塌陷黑洞的形成是可能的。直接坍塌、超新星和恆星和恆星殘骸的結合可能會產生一個巨大的黑洞。

圖片版權：L. Mayer et al. (2014), via

超新星組合直接塌陷的黑洞迅速合併的組件可能導致一個黑洞如此年輕和巨大。

JWST的最大的「創意」是向我們展示宇宙中第一個發光的物體，包括恆星、超新星、星團、星系和發光的黑洞。然而到目前為止還沒有人計劃探測到遙遠超暗但不活躍的黑洞。

圖片版權：Karen Teramura, UHIfA / NASA

它的活躍使它消失，更大規模的非活躍的黑洞可能存在。

作者：Ethan Siegel（天體物理學家）

來自：Forbes

編譯：光量子

審校：博科園

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