美國太空總署的羅馬太空望遠鏡可能會偵測到恆星撕裂的黑洞。預計8月30日上線
美國太空總署下一個超級望遠鏡羅馬南希·格雷斯（羅馬）太空望遠鏡的發射可能意味著暴力黑洞無處可藏。
事實上，這些宇宙食人者甚至可能無法躲避他們 羅馬 在“宇宙正午”，宇宙歷史上的一個時期，發生在大約 110 億到 120 億年前。研究宇宙歷史早期的這些可怕的恆星事件可能有助於揭示如何 超大質量黑洞 它長得這麼大，而且這麼快。
的現象 黑洞 分裂的星星被稱為 潮汐破壞事件 (TDE)，當一顆不幸的恆星的軌道過於接近超大質量黑洞的巨大引力影響時，就會發生這種情況。這同時在一個被稱為「義大利麵化」的過程中壓碎和擠壓恆星，等離子體義大利麵包裹著黑洞並逐漸以它為食。
由於超大質量黑洞被稱為事件視界的單側捕光邊界所包圍，因此研究它們的唯一方法是當它們積極消耗周圍物質時。這些物質以所謂的方式圍繞著它們旋轉 磁碟機。
然而，較輕的超大質量黑洞並不是貪得無厭的供給者，這使得它們更難探測。也就是說，直到一顆恆星距離太近並分裂成極其明亮的潮汐瓦解事件，其亮度可以超過超大質量黑洞宿主星系中每顆恆星的總光。 TDE最常見於質量約10萬到1億太陽質量的超大質量黑洞，因為質量超過10億太陽質量的超大質量黑洞往往會立即吞噬它們的恆星食物。
先前的研究表明，潮汐膨脹現像在早期宇宙中並不常見，因為第一個超大質量黑洞的質量甚至不會達到太陽質量的 100,000 倍，因此不會撕裂恆星。然而，一項新的研究重新估計了大爆炸後約 10 億至 20 億年的潮汐爆發頻率，顯示它們可能比先前估計的更常見。尤其是在宇宙正午期間的擁擠情況下。
預定 2026 年 8 月 30 日推出科學家希望，羅馬高緯度時域巡天將反覆重訪相當於90個滿月的天空區域，成為尋找早期宇宙潮汐演化及其後續研究的有力工具。團隊估計，魯賓每年將探測到數千到數萬次潮汐爆發，其中 100 次可追溯到宇宙正午。
「羅馬太空望遠鏡將為凌日科學帶來變革（瞬變是照亮天空然後又消失的天文事件），」約翰霍普金斯大學研究小組負責人米切爾卡門說。 在一份聲明中說。 “由於羅曼的高靈敏度，我們可以比以往更遠的距離和更早的宇宙時間發現多次潮汐破壞事件。”
這意味著羅曼已經準備好解決自他的前任以來一直在發展的難題 詹姆斯韋伯太空望遠鏡 (JWST)，於 2022 年 7 月開始將資料傳回地球。
早期潮汐演化如何解開黑洞成長之謎
在所有大型星系的中心都發現了質量相當於數百萬甚至數十億個太陽的超大質量黑洞。當它們在相對局部的宇宙中觀察時，這並不是什麼問題；它們有充足的時間透過交配和進食來成長。
然而，JWST 一直在規定 超大質量黑洞 宇宙還沒有 10 億年歷史。這令人不安，因為這些早期黑洞必須經歷至少 10 億年的合併和貪得無厭的吞噬才能達到超大質量狀態。關於這種增加是如何發生的，科學家有兩種流行的理論。
第一個觀點認為，超大質量黑洞是從「光種子」中生長出來的，首先是質量只有太陽幾百倍的黑洞，這些黑洞是由大質量恆星的死亡和坍縮而誕生的。
這種黑洞的重量可達太陽質量的數百倍。隨著時間的推移，這些黑洞將合併，並以令人難以置信的速度消耗周圍的氣體，從而促進快速增長。為了讓這個理論正確，任何新星系的中心都必須有一個巨大的黑洞。
第二種理論認為，早期的超大質量黑洞是從「重種子」中生長出來的，而「重種子」則是由原始氣體和塵埃組成的大雲塌陷直接產生的。這將允許快速增長，因為黑洞可以在第一批恆星生存和死亡之前開始合併和進食的整個過程。
然而，如果這是正確的方法，那麼坍縮事件很少見的事實將使正午宇宙星系中心的巨大黑洞變得不那麼常見。
由於潮汐膨脹現像在質量較小的超大質量黑洞中很常見，因此計算它們在宇宙正午的發生次數可以提供該時期黑洞質量的指示，這是區分重種子和輕種子的關鍵。
卡門說：“潮汐破壞事件幫助我們探測輕質超大質量黑洞的數量，這可以幫助我們區分這些模型。”
馬裡蘭州 Socio 團隊成員、吉薩隆大學教授表示：“只需將潮汐爆發的數量作為紅移（宇宙距離的度量）的函數進行計算，就可以對百萬太陽質量黑洞的數量進行有意義的限制。羅曼將具有變革性，因為他可以在更遠的距離探測潮汐破壞事件，因此你可以觀察潮汐爆發的規模如何演變。” 高紅移（非常遙遠）的星系。羅曼準備改變我們對高紅移瞬變的理解。 」
該團隊的研究成果於 7 月 14 日發表在 天體物理學雜誌。
