科学家在早期宇宙中发现一个不寻常的快速吸积黑洞

2024年11月5日——天文学家最近在早期宇宙中发现了一种异常的超大质量黑洞。这个黑洞在宇宙大爆炸后的仅15亿年里，就能以惊人的速度吞噬周围的物质。这一黑洞被命名为LID-568，它是一种超爱丁顿吸积黑洞，其吞噬物质的速率超出了传统的爱丁顿极限40倍。这一发现为我们深入理解早期宇宙中超大质量黑洞如何快速增长提供了重要线索。相关研究成果已发表在《自然·天文学》期刊上。LID-568黑洞是由一个国际天文学家团队发现的，他们结合了詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）和钱德拉X射线天文台的数据，使用了一种创新的观察方法——利用JWST上的积分场光谱仪，而非传统的狭缝光谱仪。与后者只能获取有限区域的光谱信息不同，积分场光谱仪能够从每一个像素点获取光谱数据，提供了更加详细的图像和信息。在对目标星系及其周围环境进行全面观测时，科学家们意外地发现，LID-568黑洞中心存在强烈的气体外流现象。根据这些气体的速度和规模，研究人员推测，这个黑洞的质量增长可能是在一次性、快速吸积的过程中迅速实现的。更令人惊讶的是，研究发现，LID-568黑洞吞噬物质的速度超过了爱丁顿极限40倍。爱丁顿极限是指黑洞能够吸引物质的最大速度，超过这一速度会导致黑洞内外引力与物质加热释放出的外向压力不再平衡。根据这一理论，LID-568的亮度明显超过了这一理论上限，科学家们由此意识到，这一现象可能揭示了早期宇宙中超大质量黑洞形成的关键机制。这一极端现象表明，LID-568黑洞的快速吸积行为，可能是宇宙初期能够形成如此重量级黑洞的原因之一。这一发现为超大质量黑洞的形成提供了新的思路。科学家们推测，黑洞的形成可能源自两种不同的过程：一是由早期宇宙中首批恒星的死亡后留下的“轻种子”黑洞模型，二是通过大量气体直接坍缩形成的“重种子”黑洞模型。而LID-568的发现则暗示，无论是“轻种子”还是“重种子”黑洞，都可能通过一次迅速的吸积事件，实现了巨大的质量增长。LID-568的发现还证明了，黑洞有可能突破传统的爱丁顿极限，这为天文学家提供了研究这一现象的宝贵机会。这一发现不仅揭示了早期宇宙黑洞演化的新机制，也为后续的天文学研究提供了新方向。

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