天文学家发现形成于宇宙早期的超级黑洞

2013年7月16日星期二

天文学家发现形成于宇宙早期的超级黑洞

◎莫心海

【新生4月7日讯】据《科学》杂志网络版3月24日消息，天文学家们利用最新技术测量了一个距离我们最远的超级黑洞的质量。这个黑洞距离我们130亿光年，位于一个发光星系或者一个称为属于类星体(quasar)的星系的中心。它的质量是太阳的30多亿倍。目前天文学家认为我们宇宙寿命大约为137亿年。按照大爆炸理论，这一发现意味着这个黑洞形成于宇宙大爆炸后仅7亿年左右。这一发现使现在的星系演化理论再次陷入困境，因为它很难解释为什么这个超级黑洞在大爆炸后这么短的时间内能够形成。（图：新发现含有超级黑洞的类星体）

在类星体中，超级黑洞被旋转的热气体圆盘所包围，这些热气体在以螺旋运动逐渐被黑洞吸收时会发出大量的电磁辐射。黑洞附近发光的氢原子谱线宽度与旋转速度有关。旋转速度越快，氢原子发出的谱线越宽，说明黑洞的质量越大。传统测量黑洞质量的方法就利用了这个原理。但是对于距离我们很远的星系黑洞，这个方法就失效了，因为宇宙的快速膨胀，使氢原子谱线发生红移，原来蓝色的谱线变成了难以观测的红外线。去年，英国的两位天文学家，爱丁堡(Edinburgh)大学的罗斯.马克路尔(Ross McLure)和牛津大学的麦特.维斯(Matt Jarvis）指出，对于遥远的星系，可以用镁离子发出的此外谱线来代替氢原子谱线测量黑洞质量。他们与加拿大天文学家克利斯.维罗特(Chris Willott)和夏威夷联合天文中心的道克拉斯.皮尔斯(Douglas Pierce)合作，利用这一新技术测量了位于类星体SDSS J1148+5251 中，迄今已知的最遥远的黑洞，测量表明这一黑洞质量约为太阳质量的30亿倍。

这一结果出乎天文学家的意料。天文学家们原来认为超级黑洞是在宇宙演化的漫长岁月中通过吸收周围物质而逐渐变大，他们对发现超级黑洞出现在这么年轻的宇宙感到不可思议。

参考资料：

http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2003/324/1

（正见网）

发稿：2003年4月7日