韋伯太空望遠鏡近日觀測到已知最古老的黑洞,有助科學家進一步解開宇宙的神秘面紗。(取自美國NASA網站)
根據最新一期科學期刊內容,天文學家近日使用韋伯太空望遠鏡,觀測到目前已知最古老的黑洞,距今約130億年,據推測該天體在宇宙大爆炸4.3億年後就已形成,且質量達到太陽的160萬倍,科學家正在研究其成長速度遠遠超過其他黑洞的原因,有助於人類進一步了解宇宙形成早期的發展情形。
法新社報導,最新一期《自然》(Nature)期刊所刊登的論文顯示,韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)近期觀測到在宇宙形成後4.3億年就已形成的黑洞,研究報告共同作者、劍橋大學天文學家修爾茲(Jan Scholtz)表示,該天體比其他已知大質量黑洞(massive black hole)的形成都早了2億年,但質量卻達到太陽的160萬倍,因此科學家對於其在138億年前的宇宙大爆炸後不久,就能快速成長的情形感到好奇。
NASA's James Webb Space Telescope broke its own record to discover the oldest black hole yet, but it has astronomers even more confused about the beginning of the universe https://t.co/YVaktFVo5p
— Insider Science (@insiderscience) January 17, 2024
修爾茲指出,這個古老黑洞的成長過程,可望為解釋黑洞形成原因的「下一代理論模型」,提供新的資訊。報導表示,該天體如同其他黑洞一般,並無法直接觀測,必須透過其他天體遭吞噬時發生爆炸所產生的光線,才能推知黑洞的位置與大概形狀,這也是哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)於2016年時,能在大熊星座(Ursa Major)發現該黑洞宿主、編號GN-z11星系存在的原因。
報導指出,GN-z11是當時所發現、距離地球最遠、已知最為古老的星系,但哈伯望遠鏡並未發現存在於星系中心地帶的黑洞,直到2022年更為強大的韋伯太空望遠鏡上線運作,才有更多的發現。根據該報告,此次發現的黑洞在所謂的「宇宙黎明」(cosmic dawn)時期,就猛烈吞噬其宿主星系,由於一般而言,位於星系中心地帶、具備此類吞噬能力的超大質量黑洞(supermassive black hole),至少需要數億年的時間時間才能形成,因此科學家對於該黑洞的成長過於迅速感到詫異。
根據報導共同作者、法國巴黎天體物理研究所(Institut d'Astrophysique de Paris)天體物理學家夏洛(Stephane Charlot)說法,早期宇宙黑洞的形成方式,可能與較晚產生的黑洞有所不同;他指出有一種理論是該類型的黑洞起源於特大恆星爆炸,而特大恆星只存在於宇宙形成初期。
另一種觀點則是該黑洞是因為「緻密氣體雲直接塌陷」而產生,並不是因為恆星的爆炸而形成,且該類黑洞一旦誕生,就能夠吞噬附近豐富的氣體,進而引發非常強勁且快速的成長期。因此,修爾茲強調有關新發現黑洞的形成,目前並無法排除任何的可能性,且未來若能發現更多類似的天體,就能進一步瞭解宇宙形成初期的發展情形。