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May. 17 2024

韋伯偵測到目前最遠的黑洞合併

  • 由左至右,第一張圖片顯示了黑色背景上的一大片星系。第二張圖片顯示了這個區域中一個較小的區域,更詳細揭示了星系的各種形狀和顏色。最後的圖片顯示了ZS7星系系統,可看到橙色的電離氫和暗紅色的電離氧。(資料來源:ESA/Webb, NASA, CSA, J. Dunlop, D. Magee, PG Pérez-González, H. Übler, R. Maiolino等)

    由左至右,第一張圖片顯示了黑色背景上的一大片星系。第二張圖片顯示了這個區域中一個較小的區域,更詳細揭示了星系的各種形狀和顏色。最後的圖片顯示了ZS7星系系統,可看到橙色的電離氫和暗紅色的電離氧。(資料來源:ESA/Webb, NASA, CSA, J. Dunlop, D. Magee, PG Pérez-González, H. Übler, R. Maiolino等)

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一個國際天文學家團隊利用美國詹姆斯.韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)發現到宇宙年齡只有 7.4億年時兩個星系及其巨大黑洞正在進行合併的證據。這是迄今為止探測到最遙遠的黑洞合併,也是首次在宇宙如此早期就探測到這種現象。

在大霹靂(Big Bang)後10億年裡中已經發現了巨大的黑洞,意謂著黑洞的增長一定非常快速且非常早。現在,詹姆斯.韋伯太空望遠鏡對早期宇宙中黑洞的生長提供更多的線索。這項研究已發表在《皇家天文學會月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。大質量黑洞具有獨特的光譜特徵,使天文學家能夠識別它們。對於非常遙遠的星系,例如這個研究中的星系(稱為ZS7系統),這些特徵是無法從地面上看到的,只能用韋伯望遠鏡觀察。

英國劍橋大學的第一作者漢娜.烏伯勒(Hannah Übler)解釋說:「我們在黑洞附近發現了快速運動的高密集氣體,以及被黑洞在吸積過程中產生的高能輻射照亮的高溫和高電離氣體,韋伯的高解析力還可分辨出兩個黑洞影像。」研究團隊發現,兩個黑洞中有一個質量是太陽質量的5000萬倍,另一個黑洞的質量很可能相似,因為第二個黑洞被埋在稠密的氣體中,測量起來較困難。

烏伯勒解釋說:「我們的發現表明,合併是黑洞快速增長的重要途徑,即使在宇宙黎明也是如此,大質量黑洞從一開始就在塑造星系的演化。」研究團隊也指出,一旦兩個黑洞合併,它們也會產生重力波。這樣的事件將被下一代重力波天文臺偵測到,例如即將開始的雷射干涉太空天線(Laser Interferometer Space Antenna)任務,該任務最近得到了歐洲太空總署的批准,將成為世界第一座太空中的重力波天文臺。(編譯/吳典諺)

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資料來源:Phys.org

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

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