天文学家揭示了有史以来最遥远的超级分类黑洞

艺术家的概念最遥远的超级分类黑洞被发现，这是距离大爆炸后6.9亿年的Quasar的一部分。它被中性氢气包围，表明它是从称为标准的时期，当宇宙的第一个光源打开时。图像：Robin Dienel（由Carnegie科学机构提供）

一支天文学家团队，包括两个来自麻省理工学院，已经检测到有史以来最遥远的超级分类黑洞。黑洞坐落在超级Quasar的中心，其中灯光仅在大爆炸后的6.9亿年。这种光线达到了大约130亿年来联系我们 - 跨越几乎等于宇宙的年龄的时间。

黑洞被测量为大约8亿次，因为我们的阳光大约是巨大的 - 经过现代标准的歌剧歌剧和早期宇宙的相对异常。

“这是我们从这个时代观察到的唯一一个对象，”罗伯斯·辛科（Robert Simcoe）说，MIT Kavli Astrophli Astrophersics和Space Research学院的物理学教授。“它具有极高的质量，但宇宙是如此年轻，即这个东西不应该存在。宇宙只是不够大，可以制作一个大的黑洞。这是非常令人费解的。“

添加到黑洞的阴谋是它形成的环境：这位科学家推导出黑洞，就像宇宙正在进行根本一样，从一个由中性氢主导的不透明环境到第一颗星开始眨眼的不透明环境。随着形成的恒星和星系形成，它们最终产生足够的辐射以从中性倒氢的氢气，其中氢的电子与其核相结合的状态，其中电子被旋转地随机重新组合。这种从中性到电离氢的转变代表了持续到这一天的宇宙的根本变化。

该团队认为，新发现的黑洞存在于大约一半中性的环境中，半离子化。

“我们发现的是宇宙大约50/50 - 这是第一个星系从中性气体的茧中出现并开始发出闪光的第一个星系的时刻，”Simcoe说。“这是当时最准确的测量，以及第一颗星打开时的真实指示。”

Simcoe和Postdoc Monica L. Turner是一篇文章的MIT共同作者，详细说明了今天发表的结果。另一个引导作者来自加利福尼亚州帕萨迪纳的科学科学机构。

艺术家的概念最遥远的超级分类黑洞被发现，这是距离大爆炸后6.9亿年的Quasar的一部分。它被中性氢气包围，表明它是从称为标准的时期，当宇宙的第一个光源打开时。图像：Robin Dienel（由Carnegie科学机构提供）

换档，高速

黑洞被EduardoBañados检测到Carnegie的天文学家，他发现了该目的，同时通过多个全天候调查，或遥远宇宙的地图。Bañados尤其考虑到Quasars - 宇宙中的一些最亮的物体，由旋转，围绕物质的圆盘包围的超迹象。

在识别若干感兴趣的物体之后，Bañados使用称为火（折叠端口红外回声）的仪器专注于它们，该仪器由Simcoe建造，并在智利的6.5米直径的麦哲伦望远镜下运行。火是一种基于红外光谱对物体进行分类的光谱仪。随着宇宙的扩张，来自非常遥远的，早期的宇宙物体的光线朝着宇宙的旅程转向了红色波长。天文学家将这种多普勒式现象称为“隆幅”;对象越遥远，其光线越远朝向红色或光谱的红外端。对象的红移越高，它在空间和时间内都是越来越的。

使用火灾，团队将Bañados的物体之一确定为带有7.5的红移的标准，这是对象在大爆炸后6900万年的时间发出光线。基于Quasar的红移，研究人员计算了其中心的黑洞的质量，并确定了大约8亿倍的阳光的倍数。

“某事是导致Quasar内的气体以非常高的速度移动，我们知道唯一能够实现这种速度的现象是轨道上的轨道，”Simcoe说。

当第一颗星打开时

新发现的Quasar似乎居住在宇宙历史中的关键时刻。紧迫大爆炸后，宇宙类似于宇宙汤的热，极度充沛的颗粒。随着宇宙快速扩张，这些颗粒在有时被称为黑暗时代的时代冷却并聚集成中性氢气 - 任何光源的时期突出。最终，重力凝结到第一恒星和星系中，这反过来以光子的形式产生光。随着较多的恒星在整个宇宙中开启，它们的光子与中性氢气反应，电离气体并使所谓的重新电离时代的内容。

Simcoe，Bañados及其同事认为，在这一基本转型期间，新发现的Quasar存在于宇宙在其最丰富的元素中发生急剧转变的时候存在。

研究人员用火来确定围绕Quasar的大部分氢是中性的。它们从中推开，以估计宇宙整体可能大约一半中性，并且在观察到Quasar时的一半电离。从这里，他们推断出星星必须在这段时间开始开启，大爆炸后6.9亿年。

“这增加了我们对我们的宇宙的理解，因为我们已经确定了宇宙在中立到离子的情况下宇宙中间的时刻，”Simcoe说。“我们现在拥有最准确的测量到日期，当第一颗星打开时。”

有一个遗骸仍有一个遗址：这么早在宇宙的历史中，这种大规模比例的黑洞是如何表现出的？它认为黑洞通过凸起或从周围环境吸收质量而增长。非常大的黑洞，例如Simcoe和他的同事所识别的黑洞，应形成超过6.9亿年的时间。

“如果你从像大星子这样的种子开始，让它以最大可能的速度成长，并且在大爆炸的那一刻开始，你永远不会用8亿太阳能群众制作一些东西 - 这是不切实际的，”Simcoe说。“所以必须有另一种方式形成。而且究竟发生了这种情况，没有人知道。“

该研究部分受到国家科学基金会（NSF）的支持，支持来自NSF的火灾和柯蒂斯和凯瑟琳大理石的火灾。

出版物：EduardoBañados等，“一个800万太阳能黑洞，在7.5的红移，”2017年的自然“中的一个明显的中性宇宙; DOI：10.1038 / Nature25180