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翻译：王婧彧

校对：申振宇 杨宜修

审阅：李宜骅

好意思编：张荣娜

后台：胡永葳

原文贯穿：https://www.space.com/supermassive-black-hole-physics-big-bang

一个被发光气体和尘埃盘包围的超大质地黑洞

（图片着手：Emanuela Tortosa）

科学家发现的凭证标明，在全国大爆炸发生后不到10亿年的时间内存在的黑洞，因其赶紧扩展至巨大范围，可能违犯现时已知物理定律。这一发现可能惩办空间科学中最遑急的谜题之一：早期全国中的超大质地黑洞是要是何此快速地成长为大而无当的？

异常于太阳质地数百万倍致使数十亿倍的超大质地黑洞存在于整个大型星系的中心。它们被以为是通过一系列逐渐扩大的黑洞息争统一，以及部分吸积周围物资而酿成的。这些“进食”的超大质地黑洞使周围的物资（位于称为“吸积盘”的扁平云中）发出亮堂的晴明，从而简略在极远的距离上被不雅察到。这些亮堂的天体被称为“类星体”，它们的亮度致使不错特出它们场地星系中整个恒星光亮度的总额。

然而，超大质地黑洞达到“超大”气象的历程被以为需要特出10亿年的时间。这意味着，詹姆斯·韦布天际千里镜（JWST）发现的大爆炸后大致5亿年存在的超大质地黑洞运转的类星体，对科学家们来说是一个巨大的贫苦（致使不错说是“超大”的问题）。

为了惩办这一谜团，一组商讨东谈主员讹诈XMM-Newton和钱德拉天际千里镜，用X射线光不雅测了21个迄今发现的最早类星体。他们发现，这些在“全国清早”时间酿成的超大质地黑洞可能通过一系列利弊的进食（或称“吸积”）历程赶紧增长到巨大的质地。

这些发现最终可能阐明为什么超大质地黑洞在早期全国中手脚类星体存在。

“咱们的商讨标明，酿成于全国头10亿年内的第一个类星体中心的超大质地黑洞，可能以尽头快的速率加多质地，从而突破了物理学的截至，”设备该商讨的意大利国度天体物理商讨所（INAF）科学家阿莱西亚·托尔托萨（Alessia Tortosa）在一份声明中说谈。

这些早期超大质地黑洞的快速“进食”之是以被以为违犯了物理定律，是因为一种称为“爱丁顿极限”的法则。

谜底在风中飘舞

爱丁顿极限规矩，关于任安在天际中吸积物资的天体，当其发光达到一个最大值时，光的辐射压力将特出引力，从而迫使物资远隔，进而罢手吸积物资。

换句话说，一个快速“进食”的黑洞应该在其周围产生十分强的光，从而堵截我方的食品着手并罢手滋长。

然而，这组商讨团队的发现标明，爱丁顿极限是不错突破的，超大质地黑洞可能投入一种“超爱丁顿吸积”阶段。凭证来自这些类星体辐射的X射线光谱体式与其吹出的遒劲物资风速之间的接头——这些风速可达到每秒数千公里。

一幅插图展示了从早期超大质地黑洞中流出的遒劲物资风

（图片着手：Roberto Molar Candanosa/约翰霍普金斯大学）

这一接头标明，从类星体中吹出的风速与围聚中心黑洞的X射线辐射气体的温度之间存在相关。古板量X射线类星体（气体较冷）的风速似乎较快，而高能量X射线类星体的风速则较慢。

由于围聚黑洞的气体温度与其吸积物资的机制接头，这一情况标明超大质地黑洞可能阅历了一种超爱丁顿阶段，在此工夫它们利弊地进食并快速增长。这可能阐明了超大质地黑洞如安在全国未满10亿年时便已存在。

“X射线辐射和风速之间的这种接头的发现，关于清晰这些大型黑洞如安在如斯短的时间内酿成至关强大，这也为惩办当代天体物理学最大谜题之一提供了具体痕迹，”托尔托萨说谈。

商讨团队使用的XMM-Newton数据是2021年至2023年间手脚XMM-Newton多年遗产贪图的一部分蚁合的，该贪图由INAF商讨员卢卡·扎帕科斯塔（Luca Zappacosta）带领。数据同期亦然HYPERION项目标一部分，该名目旨在商讨全国清早时间的超亮类星体。

“在HYPERION贪图中，咱们专注于两个关节身分：一方面是对所不雅测类星体的仔细聘请，挑选出那些积攒了最大可能质地的‘巨东谈主’，另一方面是对它们X射线特质的真切商讨，这在全国清早时间从未始试过商讨如斯多的天体，” 扎帕科斯塔在声明中说谈。

“咱们赢得的驱散如实出乎料念念，况兼皆指向一种超爱丁顿型的黑洞增长机制。我会说，这果真中了头彩！”

这项商讨后果已于周三（11月20日）发表在《天文与天体物理》（A&A）期刊上。

包袱剪辑：杨伯顺

牧夫新媒体剪辑部

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微信公众号：astronomycn

黑洞及吸积盘

图片着手： NASA GSFC/J. Schnittman

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