天文學家發現一個黑洞以驚人速度增長

【新唐人北京時間2025年09月24日訊】藉由美國國家航空航天局(NASA)的錢德拉X射線天文台(Chandra X-ray Observatory),天文學家發現128億光年外一個黑洞正以極快的速度增長,而且突破了此類天體的正常極限。這項發現可能有助於解釋為什麼有些黑洞在宇宙大爆炸後不久能相對快速地達到巨大的質量。

NASA指出,這個黑洞的質量大約是太陽質量的10億倍,距離地球約128億光年。它產生的X射線比宇宙最初10億年中被觀測到的其它黑洞都多。

這個黑洞正在為一個被稱為RACS J0320-35的類星體(quasar)提供能量。所謂類星體是指遙遠星系中極為明亮的核心,其亮度甚至超過了整個星系。

X射線的資料顯示,這個黑洞的成長速度似乎超過了這類天體的正常極限,也就是愛丁頓極限(Eddington limit)。該黑洞的成長速度估計為愛丁頓極限的2.4倍。

當物質被吸向黑洞時,它會被加熱並產生覆蓋廣泛光譜的強輻射,包括X射線和可見光。這種輻射會對下落的物質產生壓力。當物質下落的速度達到臨界值時,輻射壓力會平衡黑洞的引力,使物質通常無法以更快的速度向內下落。這個最大值就稱為愛丁頓極限。

天文學家認為,成長速度低於愛丁頓極限的黑洞,其誕生時的質量需要達到太陽的1萬倍或更多,這樣它們才能在宇宙大爆炸後10億年內達到10億個太陽的質量——正如RACS J0320-35被觀測到的那樣。

誕生質量如此高的黑洞可能直接源自於一團巨大的緻密氣體雲坍縮,其中含有異常少量、比氦重的元素,但這種情況可能極為罕見。

如果RACS J0320-35確實以高速增長,而且持續了一段時間,那麼它的黑洞可能是以一種比較常規的方式開始形成——其誕生質量不到太陽的100倍,是由一顆大質量恆星的爆炸引起的。

主導這項研究的哈佛-史密松天體物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)天文學家伊吉納(Luca Ighina)說:「看到這個黑洞突飛猛進地增長,真是有點令人震驚。」

為了探討這個黑洞的成長速度(每年增加300到3,000個太陽的質量),研究人員將理論模型與錢德拉X射線光譜進行了比較。他們發現,這些光譜與他們對黑洞成長速度超過愛丁頓極限的模型的預期非常吻合。

而來自可見光和紅外線波段的資料也支持這樣的解釋——這個黑洞的質量增長速度超過了愛丁頓極限。

這項研究的報告撰寫人之一、同樣任職於哈佛-史密松天體物理中心的康納(Thomas Connor)說:「宇宙是如何創造出第一代黑洞的?這仍然是天文物理學中最大的問題之一,而這個天體正在幫助我們尋找答案。」

上述研究成果於9月8日發表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)上。

(轉自大紀元/責任編輯:葉萍)

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