一组天文学家最近的一项发现聚焦于一个名为CHIPS 1911+4455的星系团,它距离地球令人难以置信地远,达60亿光年。
其中心存在一个超大质量黑洞,该黑洞仅在一千年前才刚刚“开启”。尽管这听起来时间很长,但从天文学角度而言,仅仅是眨眼之间。
博洛尼亚大学的首席研究员弗朗西斯科·乌贝托西将这一现象描述为目睹一个沉睡的巨人苏醒。研究团队使用了超长基线阵列和甚大阵列望远镜,以卓越的精度深入观测太空,就好比能站在纽约阅读洛杉矶的报纸。
这个黑洞的特别之处在于,就活动状态而言它基本算是新生的。它喷射出的物质喷流从中心延伸仅约100光年。
虽然这听起来极为庞大,但按黑洞的标准实际上算是很小。类似系统中的成熟黑洞产生的喷流可以延伸数万光年。
天文学家研究的大多数黑洞已经活跃了数百万年,这使得理解它们最初如何开始影响周围环境变得困难。这个新苏醒的黑洞提供了独特的“初始”画面,向科学家展示黑洞活动最早期发生的情况。
“这些喷流如此年轻且短小,以至于它们还没来得及推开周围的热气体,这为研究黑洞最初如何开始影响其宇宙周边环境创造了一个完美的天然实验室。”——博洛尼亚大学的合著者米里亚姆·吉蒂。
虽然这个黑洞刚刚苏醒,但它周围的星系却丝毫没有沉睡。这个星系正以惊人的速度创造新恒星,每年形成的恒星质量是太阳的140到190倍。
相比之下,我们整个银河系每年仅形成约一个太阳质量的恒星。研究人员认为,他们可能正在目睹黑洞最初是如何被触发的关键线索。这个黑洞周围的热气体正在高效冷却,这有可能为唤醒黑洞提供所需的燃料。
理解超大质量黑洞如何苏醒有助于解答关于星系如何演化的基本问题。这些黑洞在调节恒星形成和塑造宇宙中最大结构方面发挥着关键作用。通过捕捉到一个正在苏醒过程中的黑洞,终于有可能研究这个过程的展开,而不仅仅是看到最终结果。
这项发现需要结合多个望远镜的观测结果,每个望远镜提供拼图的不同部分。一些望远镜提供超高分辨率以观测微小的喷流,而其他望远镜则提供探测恒星形成微弱信号所需的灵敏度。
随着研究团队继续研究,他们希望观察这个黑洞随时间如何演化,并找到更多类似的系统。这可能会彻底改变我们对宇宙中最强大的天体最初如何开始塑造其周围宇宙的理解。