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摘要:]模拟早期宇宙中DCBH的形成。这是因为研究人员已经可以从稍晚的宇宙中探测到许多黑洞,他们怀疑这些黑洞可能是DCBHs。我们希望这项研究能提供一个很好的步骤,来找出这些超大质量黑洞是如何在星系诞生时形成的
非常接近一开始,科学家们认为,那里有黑洞。
这些黑洞,天文学家从未直接探测到,并不是以通常的方式形成的:一颗即将死亡的大恒星爆炸性地坍缩成自己的重力井。研究人员认为,这些黑洞中的物质并没有被一颗老恒星的最后一口气压碎成一个奇点。
事实上,在那时,在宇宙的最初10亿年左右的时间里,没有老恒星。相反,有大量的物质云,填充空间,播种最早的星系。研究人员认为,其中一些物质更紧密地聚集在一起,就像后来的老恒星随着宇宙的衰老而崩塌成自己的引力一样。研究人员认为,这些崩塌孕育了以前没有恒星生命的超大质量黑洞。天文学家称这些奇点为“直接坍缩黑洞”(DCBHs),而
这个理论的问题是,没有人发现过。[物理学中18个最大的未解之谜]
,但这可能会改变。乔治亚理工学院9月10日发表在《自然天文计划》杂志上的一篇新论文指出,美国宇航局打算在未来几年的某个时候发射的詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)应该足够灵敏,能够探测到宇宙历史上这个古老时期的一个包含黑洞的星系。这项新的研究提出了一套可以用来识别DCBH宿主星系的特征。
和超级强大的望远镜可能不需要在天空中搜索很长时间就可以找到一个。
我们预测即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜可能能够探测和区分一个年轻的研究人员写道:“拥有一个直接坍塌黑洞的星系……总曝光时间只有20000秒(5.56小时)。”。(后来,他们注意到这个时间估计有一些“粗糙”的元素。)
做他们的预测,研究人员使用了一个计算机模型[CK?]模拟早期宇宙中DCBH的形成。他们发现,当DCBH形成时,会在其周围形成许多巨大的、短命的、无金属的恒星。因此,来自其宿主星系的光将包含金属含量低的恒星的特征。
他们还发现,一个新兴的DCBH会发出特定的高频电磁辐射,JWST可以识别出这些辐射——尽管这种辐射会传播到目前为止,从一个朝相反方向快速移动的星系,当它到达我们的太阳系时,它会红移到红外辐射。(当宇宙中的物体彼此移动得更远时,光会红移,或者向更长的波长移动。)
这就说明了研究人员仍然只能(用非常高级的术语)推测DCBH在JWST中的样子,并等待JWST真正到达太空的根本原因:为了研究早期的宇宙,科学家们必须远远地观察那些已经传播了很长时间的非常古老的光。这种光线特别微弱,如果没有像JWST那样灵敏的仪器,人类目前就没有办法探测到它。研究人员写道,JWST一旦发射,
就应该能够在相对较短的时间内探测到DCBH。这是因为研究人员已经可以从稍晚的宇宙中探测到许多黑洞,他们怀疑这些黑洞可能是DCBHs。但是这些黑洞离地球更近,所以人类现在能从中探测到的信号是在它们生命周期的晚些时候产生的,那时它们形成的证据已经丢失了。
研究人员在一份声明中说,JWST可能会回答一些关于DCBHs的开放性问题,例如DCBH是否形成和然后导致一个星系论文的第一作者、乔治亚理工大学物理学院的博士生柯克·巴罗在声明中说:
“这是早期宇宙的最后一大谜团之一。”我们希望这项研究能提供一个很好的步骤,来找出这些超大质量黑洞是如何在星系诞生时形成的
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