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2020-10-10
根據既有的天文觀測數據,我們知道宇宙是在不斷膨脹的,如果以此逆推,便可做出一個合理假設——宇宙在很久很久以前,是以一種高密度物質團的形式存在的。
根據一篇 10 月 1 日發表在期刊《天文及天體物理學》(Astronomy & Astrophysics)上的研究,天文學家們已成功借助歐洲南方天文臺(ESO,一個歐洲的天文觀測及研究機構)的超大望遠鏡 VLT(Very Large Telescope),首次觀測到了宇宙在誕生后約十億年時(宇宙非常年輕的時候),數個星系同時被一超大質量黑洞所捕獲的情景。
數個星系同時被一個超大質量黑洞捕獲的藝術想象圖,這是天文學家們首次觀測到這種景象,來源:ESO/L. Calçada圖 | 數個星系同時被一個超大質量黑洞捕獲的藝術想象圖,這是天文學家們首次觀測到這種景象,來源:ESO/L。 Calçada
根據論文,此次 VLT 所觀測到的這些被黑洞所捕獲的星系,都存在于宇宙中的巨大網狀結構中,其空間上的延伸可達銀河系長度的 300 倍以上。
意大利國家天體物理研究所的天體物理學家 Marco Mignoli 是這篇論文的主要作者,他解釋稱,宇宙中的這種網就像是蜘蛛網,星系在網上的結點處生根發芽,而沿網線流動并匯集于結點處的氣體及塵埃,則很有可能會持續地為星系和位于星系中心的超大質量黑洞的成長提供燃料,助力宇宙中那些巨大天體和天體結構的形成。
一般來說,像此次這種對宇宙誕生初期時包含超大質量黑洞的系統的觀測,將有助于我們進一步了解宇宙中存在著的那些目前我們還知之甚少,且對現有天文物理及宇宙學理論具有挑戰性意義的極端系統,以及形成超大質量黑洞的具體過程。
實際上,已有的觀測數據顯示,宇宙在誕生后的 9 億年時就已經存在這種帶有超大質量黑洞的網狀結構了,這些超大質量黑洞的質量通常約為 10 億個太陽質量,但無論是在空間中延伸如此之廣的巨大網絡,還是網中存在的超大質量黑洞,科學家一直以來都沒弄清楚,即如此巨型且蘊含大量物質的結構究竟是如何在宇宙誕生初期就形成并擴張的。
不過,本次觀測無疑將能從某些方面幫助我們回答這一問題,比如這種巨型網狀結構中很可能含有足夠多的氣體和物質,能為星系和星系中心的超大質量黑洞持續提供燃料,以維持它們的不斷擴張。
就算這能解釋宇宙誕生初期的超大質量黑洞及星系的快速形成,那這種為黑洞和星系擴張提供燃料的巨大網狀結構又是如何形成的呢?
目前有天文學家認為,暗物質可能是解決問題的關鍵,因為在宇宙誕生初期,分布于空間中的暗物質很有可能會吸附其周圍的大量氣體塵埃,并以此形成了這種獨特的、綿延無比之廣的網狀結構。
論文共同作者、美國約翰 · 霍普金斯大學的天體物理學家 Colin Norman 認為,就目前來看,他們的觀測可以支持前述觀點,巨型黑洞可能在由暗物質締結的巨大網狀結構中逐漸擴張。天文學家之所以沒有更早地發現它們,很有可能是由于早期觀測能力不足。
論文共同作者、意大利國家天體物理研究所的天文學家 Barbara Balmaverde 表示,目前他們主要靠隸屬于歐洲南部天文臺的 VLT,來對這些挑戰人類當前觀測極限的最遙遠星系進行觀測,而在此次觀測的 6 個目標星系中,有 4 個都能被證明與一個超大質量黑洞存在關聯,而這還只是該超大質量黑洞附近最亮的幾個星系。
她推測,此次觀測結果很有可能只是事情的冰山一角,相信通過進一步對這種宇宙誕生初期的巨型黑洞周邊的星系進行觀測,科學家們將有望能進一步增進對巨型黑洞和星系,以及巨型網狀結構在宇宙誕生初期時的形成過程的了解。
(來源:DeepTech深科技)