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主译：余路汉
校对：酥油饼
审阅：牧夫天文校对组
编排：送你一朵量子玫瑰
后台：李子琦
下图是“天炉座”的一角，是由“哈勃极深场”观测到的星系的放大图。
【▲在哈勃极深场(HUDF)发现一个活动星系核星系的图像，该星系约有104亿年。活动星系核揭示了超大质量黑洞的存在。（Credit: NASA, ESA, M. Hayes (Stockholm University), J. DePasquale (STScI)）】
值得注意的是，在放大图像的注释中显示的活动星系核（Active Galactic Nucleus：AGN）的光辉。这表明了存在质量为太阳的数百万-数十亿倍以上的超大质量黑洞。活动星系核是指：在发出强烈电磁波的银河中心的狭窄区域，被黑洞吸引的物质呈螺旋状下落的过程中形成了高温吸积盘，其产生了可见光和X射线等强电磁波辐射。
哈勃极深场是指：美国航天局（NASA）和欧洲航天局（ESA）的“哈勃望远镜”（Hubble Space Telescope：HST）观测到大小约3平方角分（满月的可视直径的1/10左右）的区域。
此次，斯德哥尔摩大学的以Matthew Hayes为首的研究小组，为了更加深刻地理解星系和黑洞演化之间的关联性，试图尝试通过多次观测到的哈勃极深场的数据，搜索存在于宇宙初期星系中的超大质量黑洞。
根据运用哈勃望远镜的美国宇宙望远镜科学研究所（STScl）表示，黑洞断断续续地吸收周围的物质，因此以黑洞的活动为原动力的活动星系核的亮度会出现闪烁。通过比较间隔数年以上的哈勃极深场的观测数据，检测星系亮度的变化，间接地发现黑洞。
分析结果显示，研究团队发现早期宇宙中存在着比此前研究报告中更多的超大质量黑洞。开头的图像中展示的活动星系核是此次研究中发现的超大质量黑洞的证据之一，被认为存在于约104亿年前(红移z=2)的宇宙中。
超大质量黑洞在138亿年前的大爆炸之后不到10亿年的时间里已经存在于几个星系中，但在早期宇宙中，质量如此之大的黑洞是如何形成的，其机制还不清楚。
根据哈勃太空望远镜的最新观测结果，关于其中的一部分指出，只存在于宇宙初期一个质量非常大的的第一代恒星(first star)在宇宙大爆炸10亿年内坍缩而产生的黑洞成为了“种子”，暗示了其形成的可能性。
除此之外，还有可能是气体云的直接收缩而形成超大质量黑洞的“种子”。此次研究显示的关于早期宇宙黑洞形成的新信息，有望构建更准确的星系形成模型。
文章开头的图像以STScI为首，NASA和ESA皆于2024年9月17日公开。另外，研究团队的成果被发表在The Astrophysical Journal Letters上。
责任编辑：甘林
牧夫新媒体编辑部
『天文湿刻』 牧夫出品
NASA的哈勃和钱德拉发现的一对超大质量黑洞
影像来源: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
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