
大爆炸后仅12亿年,科学家首次在单一星系中同时发现3个活跃超大质量黑洞,暗示早期宇宙的黑洞成长方式比想象更加疯狂。
过去我们认为早期宇宙物质弥漫松散,需累积时间吸积大量物质的超大质量黑洞发展缓慢,但韦伯太空望远镜传回的数据逐渐打破认 知,早期宇宙的超大质量黑洞往往打破爱丁顿极限疯狂进食、频繁碰撞与合并,短短几亿年内就打造出我们今天看到的巨大星系雏形。
马克斯·普朗克地外物理研究所团队近日更发现一个距离地球超过125亿光年、名为J0148-4214的早期星系,内部竟同时存在3个正积 极吸积的超大质量黑洞,其中2个位于星系中心,投影上相距仅620光年;第3个黑洞位于星系外部区域,距离中心约5,500光年,可能为前合并星系遗孤,或因重力波反冲被踢出中心、或正缓慢往中心迁移。
分析得出3个黑洞质量分别约太阳质量8,000万、60万、200万倍。有趣的是,太阳质量60万倍的黑洞正以超过理论上限(爱丁顿极限)速度吞噬物质,旁边8,000万倍太阳质量的黑洞反而吃得较慢,说明早期宇宙黑洞生长方式可能比原本想象更疯狂。
这种“三黑洞同居”现象不仅证明黑洞合并在宇宙早期已很常见,更暗示早期宇宙非常擅长将多个黑洞凑在一起,而非单一黑洞缓慢 吸积气体成长。团队表示,这3个很可能在未来几亿年内合并,首座太空重力波天文台“雷射干涉太空天线(LISA)”预计2030年代升空 ,将能捕捉这些超大质量黑洞合并发出的低频重力波。
新论文发表在《天文学与天体物理学报》(Astronomy&Astrophysics)。