詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在古代宇宙中發現“大紅斑”：一個名為“BiRD”的超大質量黑洞
天文學家利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發現了一個超大質量黑洞，該黑洞存在於宇宙大爆炸後約 40 億年的“宇宙正午”時期。這一發現可以進一步闡明超大質量黑洞如何增長到太陽大小數百萬甚至數十億倍的謎團。
這個黑洞是物體集合的一部分 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 （JWST）在早期宇宙中發現了名為“小紅點“神秘的光團”最近才被發現，這要歸功於這座價值100億美元的太空望遠鏡的超強紅外眼。然而，這個黑洞的質量相當於太陽的1億倍，一點也不“小”，發現團隊將其命名為“BiRD”，意思是“大”。
人們在先前已知的一隻鳥周圍的天空中看到了這隻鳥 類星體 稱為J1030+0524（J1030），本身就是一種食物 超大質量黑洞 距離地球約125億光年。天文學家對天空的這一區域進行了深入研究，其中包括來自國家天體物理研究所 (INAF) 的這個團隊。然而，在仔細分析 JWST 近紅外相機 (NIRCam) 拍攝的圖像和光譜時，研究小組發現了一種不尋常的光源。 X射線和以前的數據從未檢測到的明亮紅外點。
“從校準圖像開始，開發了該領域存在的源目錄。正是在那裡，我們注意到了鳥：一個明亮的點狀物體，但它不是一顆恆星，也沒有出現在現有的 X 射線和無線電目錄中，”團隊負責人兼 INAF 研究員費代麗卡·洛亞科諾 (Federica Loiacono) 在一份翻譯自意大利語的聲明中說道。 “我分析了它的光譜，它告訴我們該物體的化學成分和一些物理特性。”
這是可能的，因為這些元件以特定的特徵頻率吸收和發射光。這意味著元素會在光或光譜的波長中留下“指紋”。
洛亞科諾說：“我們發現了清晰的氫信號——特別是稱為帕邢伽馬的譜線，這是一種發光特徵，揭示了電離氫的存在——和氦信號，在吸收中也可見。” “這些細節使我們能夠估計到伯德的距離，表明與迄今為止已知的大多數小紅點相比，它距離我們相對較近。此外，通過對該源的光譜分析，我們能夠估計出中心黑洞的質量：大約是太陽的一億倍。”
小紅點是非常緊湊的物體，具有奇怪的光譜特徵。關於這些天體有許多可能的理論，包括最近的一項建議，即它們可能是一類新的天體，稱為“黑洞星”。一種流行的理論認為，微小的紅點正在滋養和生長超大質量黑洞。這個概念的問題在於，過飽和黑洞周圍的區域應該在電磁波譜的 X 射線區域中強烈發射，但對於小紅點或伯德來說，情況似乎並非如此。
對此的一種可能的解釋是，這些微小的紅點是黑洞的巨大“種子”，超大質量黑洞從中生長出來，因此仍然籠罩在厚厚的氣體和塵埃外殼中，這些外殼吸收高能X射線輻射，同時允許低能紅外光穿過。
但即使在熟悉的小紅點中，這隻鳥也是一個奇怪的例子。
洛亞科諾解釋說：“在伯德之前，在相同的宇宙距離上，只有兩個具有相同光譜特徵的小紅點，包括氦線和帕邢伽馬射線。” “通過比較伯德與其他兩個的光譜特性，我們發現了很強的相似性：線寬、吸收、黑洞質量和氣體密度非常相似。這使我們得出結論，伯德與小紅點屬於同一家族。”
除了伯德的發現之外，這項研究還可能改變科學家對微小紅點的看法，進而改變超大質量黑洞的生長和演化的方式。此前人們認為這些物體在大約 110 億年前隨著宇宙正午的旋轉而開始消失。然而，該團隊進行了計算，估計了宇宙正午期間小紅點的豐度，發現它們在這個宇宙時期仍然豐富。
洛亞科諾總結道：“現在的挑戰是將研究範圍擴大到更多附近的長距離輻射源，這樣我們就可以比遠處的長距離輻射源進行更詳細的研究，從而繪製出更完整的圖景。” “JWST 開闢了河外天體物理學的新領域，發現了我們甚至懷疑不存在的物體，而我們的冒險才剛剛開始。”
該團隊的研究成果於週四（10 月 30 日）發表在期刊上 天文學與天體物理學。
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