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韋伯太空望遠鏡發現宇宙形成初期最早的黑洞
GN-z11是數年前由哈伯望遠鏡所發現的宇宙初期星系﹐距離我們約134億光年。根據研究人員推算﹐GN-z11約在宇宙誕生後約4億年就已經形成。當天文學家運用韋伯太空望遠鏡持續觀察GN-z11時﹐發現了由黑洞周圍吸積盤所產生的光譜特徵。經過進一步分析證實在GN-z11中心存在著一個超大質量的黑洞。
黑洞本身不會發出光線﹐但是即將被黑洞吸入吞噬的物質會在黑洞四周高速旋轉翻騰並形成一個環繞黑洞的圓盤﹐稱為吸積盤。此圓盤中的物質會因相互摩擦與拉扯而產生高熱﹐繼而發射出各種不同波長的強烈輻射﹐包含可見光。研究人員發現﹐宇宙初期星系GN-z11就是被黑洞周圍吸積盤所發出的強光所照亮。
富含濃密星際氣體的星系GN-z11非常小﹐大小約只有銀河系的1/100﹐卻在中心處擁有一個質量約為太陽160萬倍的大型黑洞。對於這些開始形成不久的小型星系來說﹐這個黑洞的質量太大了﹐不可能是在宇宙誕生以來這4億多年的時間內﹐由恆星演化過程產生。因此天文學家推論﹐GN-z11中心的黑洞﹐可能是由星系中龐大且極為濃密的星際氣體分子雲﹐受到重力擾動後直接塌縮所形成。而此大質量黑洞所產生的強烈噴流與高能量輻射﹐會持續電離吹散星系中的氣體﹐進而抑制新恆星的形成﹐黑洞本身也將因為週遭缺乏可吞噬的氣體與物質而停止成長。
由於星系GN-z11中心的黑洞非常活躍且發射出強烈輻射﹐天文學家經由光譜分析後證實了GN-z11中心是在宇宙形成初期所發現第一個活躍星系核心。研究人員推論在宇宙形成初期的星系中﹐活躍星系應該佔有一定的比例﹐它們將在初期天體形成後﹐開始將濃密的星際氣體電離的過程中﹐扮演重要的角色。
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