作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2022/7/8 9:51:50
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困扰天文学界20年
首批类星体形成之谜破解

 

科技日报北京7月7日电 (记者刘霞)宇宙中最早的类星体是如何形成的?这一谜团已经困扰科学家近20年。现在,英国天体物理学家在最新一期《自然》杂志发表论文称,他们已经找到答案:第一批类星体是在早期宇宙中罕见气层的剧烈湍流条件下自然形成的。最新研究还颠覆了多年来人们对宇宙中第一个超大质量黑洞起源的看法。

类星体,是类似恒星天体的简称,是其中心黑洞猛烈吞噬周围物质而形成的耀眼天体。由于有超大黑洞“供应”能量,类星体也是宇宙中最明亮的天体之一。科学家们此前发现,在宇宙大爆炸后不到10亿年的时间里,由超大质量黑洞驱动的200多个类星体就已存在,为什么它们能诞生的如此之早?

朴茨茅斯大学丹尼尔·沃伦博士领导的团队在最新研究中给出了答案:第一批类星体是在早期宇宙中罕见气层的剧烈湍流条件下自然形成的。

几年前,超级计算机模拟表明,早期类星体可能在罕见、寒冷且强大的气流交汇处形成。那时,在直径10亿光年的广袤太空中,只有十几个这样的类星体零星存在,但黑洞诞生时的质量达到太阳质量的10万倍。

天体物理学家此前一直认为,1万到10万倍太阳质量的恒星形成于早期宇宙中,但仅在特殊环境——如强紫外线背景或气体和暗物质之间的超音速气流下形成。然而,这样的环境与第一批类星体形成时的湍流云层没有相似性。

在最新研究中,沃伦等人借助计算机模拟发现,第一批类星体形成时的湍流云层可创造自己的超大质量恒星:冷气流在云层中引发湍流,阻止正常恒星形成,随着云层不断变大并在自身重量作用下发生灾难性塌缩,形成两颗巨大的原始恒星:质量分别为太阳质量的3万和4万倍。

沃伦总结道:“在宇宙黎明之后,即第一批恒星形成时,可形成类星体的原始云层也能创造出自己的大质量天体。这一发现特别令人兴奋,因为它推翻了20年来人们对宇宙中第一个超大质量黑洞起源的看法。”

 
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