重大發(fā)現(xiàn)：宇宙最“能吃”黑洞打破物理學(xué)極限超愛(ài)丁頓吸積現(xiàn)象

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2024-11-09 17:29:40 Science

新近發(fā)現(xiàn)的一個(gè)黑洞被冠以迄今為止探測(cè)到的“最饑餓”黑洞的稱號(hào)。這個(gè)名為L(zhǎng)ID-568的黑洞吞噬物質(zhì)的速度是理論極限的40倍。研究的共同作者朱莉婭·沙爾瓦赫特博士表示，這個(gè)黑洞正在大吃特吃。

利用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST），研究人員觀察到宇宙大爆炸后僅15億年的LID-568。即使在這個(gè)宇宙形成的早期時(shí)刻，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這個(gè)黑洞產(chǎn)生的X射線輻射遠(yuǎn)超過(guò)其大小所能產(chǎn)生的。它的龐大胃口可能有助于解釋一些微小黑洞如何迅速變成超大質(zhì)量黑洞。沙爾瓦赫特博士指出，超過(guò)愛(ài)丁頓極限的快速進(jìn)食機(jī)制可能是我們?cè)谟钪嬖缙诳吹竭@些非常重的黑洞的可能解釋之一。

研究人員計(jì)劃使用JWST進(jìn)行后續(xù)觀測(cè)，以進(jìn)一步調(diào)查可能的機(jī)制。每個(gè)黑洞都有一個(gè)它應(yīng)該能夠吸收新物質(zhì)的最大速率，這被稱為“愛(ài)丁頓極限”。這是黑洞的向內(nèi)引力與由下落物質(zhì)產(chǎn)生的熱量向外的力達(dá)到平衡的點(diǎn)。如果一個(gè)黑洞超過(guò)這個(gè)極限，理論上認(rèn)為它會(huì)變得如此明亮，以至于周圍的氣體會(huì)被吹走。

然而，當(dāng)科學(xué)家觀察遠(yuǎn)離地球的星系核心樣本時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)以異常的強(qiáng)度發(fā)光。圍繞LID-568的物質(zhì)環(huán)釋放出的能量比愛(ài)丁頓極限所允許的多出4000%。研究人員認(rèn)為，這可能要?dú)w功于黑洞中心周圍一些強(qiáng)大的氣體外流。由于LID-568非常微弱，研究人員選擇使用一種名為“積分場(chǎng)光譜儀”的儀器，而不是JWST的常規(guī)方法。這種技術(shù)不夠集中，但允許研究人員測(cè)量?jī)x器視野中每個(gè)像素的光譜，從而全面觀察黑洞周圍的區(qū)域。研究人員揭示了以每秒600-500公里的速度離開(kāi)黑洞的不尋常氣體外流。這些外流可能通過(guò)作為大量進(jìn)食期間產(chǎn)生的多余能量的“釋放閥”，使黑洞能夠超過(guò)其愛(ài)丁頓極限。這也表明黑洞可能在一次極快速度的消費(fèi)中獲得了其質(zhì)量的相當(dāng)一部分。

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