這些黑洞風(fēng)暴爆發(fā)于131億年前。

星系中心超大質(zhì)量黑洞噴發(fā)的星系風(fēng)暴圖解。黑洞噴出的強(qiáng)大能量產(chǎn)生了巨大的風(fēng)暴，將形成恒星的物質(zhì)吹散。（圖片來源：ALMA/ESO/NAOJ/NARO）

一個(gè)龐大的漩渦在宇宙早期形成，它可以幫助科學(xué)家們更好地理解星系與它們的中心黑洞間的相互作用。

幾乎所有星系的中心都有一個(gè)質(zhì)量超級大的黑洞。比如我們的銀河系就有一個(gè)這樣的龐然大物，我們稱它為 射手座A。它的質(zhì)量相當(dāng)于430萬個(gè)太陽。

星系和它們的中心黑洞有著密切的聯(lián)系。它們兩個(gè)似乎在一起進(jìn)化，也許是通過中心黑洞吞噬塵埃和氣體時(shí)產(chǎn)生的“風(fēng)”的作用。黑洞的引力使這種物質(zhì)加速到難以置信的高速度，使其釋放出能量，從而將其他物質(zhì)向外吹。

“我們想知道的是，宇宙中的銀河風(fēng)暴是何時(shí)開始存在的？“塔庫碼·伊祖米，一位在日本國家天文臺工作的研究者說?！斑@是一個(gè)很重要的問題，因?yàn)樗P(guān)系到另一個(gè)天文學(xué)很重要的問題：星系與超大質(zhì)量黑洞是如何共同進(jìn)化的？”

Takumi 帶領(lǐng)著一支研究團(tuán)隊(duì)致力于解決這些問題。憑借位于夏威夷的日本天文臺斯巴魯望遠(yuǎn)鏡，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了100多個(gè)距地球至少130億光年外的星系與黑洞并存的體系。這意味著它們至少已經(jīng)存在了130億年之久。（因?yàn)樗鼈儼l(fā)出的光要經(jīng)過130億年才能到達(dá)地球）相對而言，宇宙那時(shí)還很年輕；宇宙大爆炸發(fā)生在138.2億年前。

緊接著，通過利用智利天文臺(ALMA)網(wǎng)站上超級射電望遠(yuǎn)鏡，他們繼續(xù)研究了星系內(nèi)部氣體的運(yùn)動(dòng)。智利天文臺數(shù)據(jù)顯示，編號為為HSC J124353.93+010038.5的星系正運(yùn)動(dòng)著一股時(shí)速高達(dá)110萬英里的星系風(fēng)暴，這速度足以向外釋放大量物質(zhì)并且阻礙恒星的產(chǎn)生。

星系HSC J124353.93+010038.5 距離地球131億光年，這使得它成為了紀(jì)錄的打破者：即在130億光年中最早明確的具有相當(dāng)規(guī)模風(fēng)暴的星系。研究人員說。

6月14日在天體物理學(xué)雜志網(wǎng)站上發(fā)表的最新結(jié)果進(jìn)一步表明，星系與其中心黑洞的結(jié)合是非常緊密和久遠(yuǎn)的。

“我們的觀察印證了高精度計(jì)算機(jī)模擬的130億年前就存在這種共同進(jìn)化關(guān)系的預(yù)測?！盠zumi說?！拔覀冋?jì)劃未來繼續(xù)觀察大量類似的星系，希望屆時(shí)能弄清這種原始的共同進(jìn)化是否廣袤宇宙的真實(shí)縮影。”

相關(guān)知識

黑洞是時(shí)空里一引力極強(qiáng)的區(qū)域，其引力強(qiáng)到任何事物如微粒、甚至光線等電磁波都無法逃脫它。廣義相對論預(yù)言超密物質(zhì)會(huì)使時(shí)空扭曲進(jìn)而形成黑洞。無法逃脫的邊界稱為視界。盡管黑洞對經(jīng)過它的物體在其命運(yùn)和情形 有著巨大的影響，但廣義相對論中它卻不具備局地可觀測性。在很多方面，黑洞就像是一個(gè)理想的黑體，因?yàn)樗环瓷淙魏喂饩€。而且時(shí)空扭曲中的量子場理論則預(yù)示了視界發(fā)射霍金輻射，其光譜和溫度與質(zhì)量呈反比的黑體的一致。對恒星質(zhì)量的黑洞而言，該溫度量級為十億開爾文，這也使得它無法被直接觀測。

引力場太強(qiáng)以導(dǎo)致光線都無法逃逸的物體，在18世紀(jì)被約翰·米歇爾和皮埃爾-西蒙·拉珀勒斯第一次考慮到。第一個(gè)由現(xiàn)代廣義相對論解釋黑洞特征的方案由卡爾·施瓦澤柴爾德在1916年發(fā)現(xiàn)，而黑洞被解釋為一片沒有任何物體可以逃脫的空間的說法由大衛(wèi)·菲克斯汀在1958年發(fā)表。黑洞一直被認(rèn)為是數(shù)學(xué)的研究領(lǐng)域；直到上世紀(jì)六十年代，理論工作才表明這其實(shí)是一個(gè)廣義相對論的一般預(yù)測。1967年約瑟琳·貝爾·卜奈爾對中子星的發(fā)現(xiàn)，啟迪了人們，引力塌陷致密星體實(shí)際可能是一種應(yīng)被天體物理學(xué)研究的對象。第一個(gè)黑洞被稱為天鵝座X-1，由一群獨(dú)立研究者在1971年命名。

黑洞由質(zhì)量極大的恒星在生命周期的最后坍塌形成。當(dāng)黑洞形成后，它還會(huì)通過吸收周圍物體的質(zhì)量來增長。通過吸收其他星體以及與其他黑洞融合，或許會(huì)形成相當(dāng)于百萬太陽質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞。眾所周知的一個(gè)理論是，超大質(zhì)量的黑洞存在于絕大多數(shù)星系的中心。

黑洞的存在可以從它與其他物體以及電磁輻射，例如可見光，的互動(dòng)中被推斷出。落在黑洞中的物質(zhì)外層由于摩擦生熱會(huì)形成吸積盤，形成類星體，這是宇宙中最亮的物體之一。經(jīng)過巨大質(zhì)量黑洞時(shí)靠得太近的星星在被吞噬前會(huì)被擠壓成非常明亮的帶狀。如果有其他的星體在圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)，他們的軌道可以被用來確定黑洞的質(zhì)量與位置。這些觀察可以作為排除其他例如中子星之類可能選項(xiàng)的依據(jù)。通過這種方式，天文學(xué)家們在雙星系統(tǒng)中已經(jīng)識別出眾多可能的星際黑洞，并且確定了銀河系中心名為射手座A的放射源，蘊(yùn)含著一個(gè)相當(dāng)于430萬太陽質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞。

2016年2月11日，引力波研究領(lǐng)域的LIGO科學(xué)合作組織和Virgo組織宣布第一次直接觀測到引力波，同時(shí)這也是第一次對黑洞融合現(xiàn)象的直接觀測。2018年十二月，11個(gè)引力波現(xiàn)象被直接從十個(gè)黑洞融合現(xiàn)象中（還有一個(gè)雙中子星融合）觀測到。繼事件視界望遠(yuǎn)鏡2017年在M87星云捕捉到超大質(zhì)量黑洞，2019年4月10日，第一幅黑洞及其周邊的圖像被發(fā)布。2021年3月，EHT組織首次發(fā)布了黑洞的偏振圖像，這可能會(huì)幫助我們解密產(chǎn)生類星體的能量。

BY：Mike Wall?

FY：Astronomical volunteer team

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