時間：2025-12-10 00:58:57 來源：桑間濮上網

一個超大質量黑洞(SMBH；中心的小黑點)吸收周圍的物質，當它流入時形成螺旋盤狀。早期中的質量物質的宇宙重力能量被轉換成輻射，并從圓盤發射出去。黑洞具有如此明亮外圍的尋找SMBHs被稱為“類星體”鳴謝:uux.cn/愛媛大學林佳樹·松岡
（神秘的地球uux.cn）據愛媛大學：超大質量黑洞(SMBHs)——質量超過太陽100萬倍的黑洞——已知在當今宇宙中普遍存在。然而，早期中的質量尚不清楚它們在138億年的宇宙宇宙歷史中何時、何地以及如何形成。黑洞
過去幾十年的尋找觀測顯示，每個星系的早期中的質量中心都有一個SMBH，黑洞質量幾乎總是宇宙宿主星系質量的千分之一。這種密切的黑洞關系暗示著星系和SMBHs是共同進化的。因此，尋找揭示smbh的早期中的質量起源不僅對了解smbh本身至關重要，而且對闡明可見宇宙的宇宙主要組成部分——星系的形成過程也至關重要。
解決這個問題的關鍵在于早期宇宙，自大爆炸(即宇宙的開始)以來的時間不到10億年。由于光速有限，我們可以通過觀察遙遠的宇宙來回顧過去。當宇宙只有十億歲或更小的時候，SMBHs就已經存在了嗎？黑洞有可能在如此短的時間內獲得如此大的質量(超過百萬個太陽質量，有時達到數十億個太陽質量)嗎？如果是，潛在的物理機制和條件是什么？
為了進一步了解SMBHs的起源，我們需要觀察它們，并將它們的性質與理論模型的預測進行比較。為了做到這一點，我們首先需要找到它們在天空中的位置。
在目前的研究中，我們使用了位于夏威夷莫納克亞山頂的斯巴魯望遠鏡。斯巴魯最大的優勢之一是它的大視野觀察能力，這特別適合我們的目的。由于smbh不發光，我們尋找一種叫做“類星體”的特殊類型——smbh具有閃亮的外圍，在那里下落的物質釋放重力能量。
我們觀測了相當于滿月5000倍的廣闊天空區域，成功發現了162個駐留在早期宇宙中的類星體。特別是，其中22顆生活在宇宙不到8億歲的時代——迄今為止類星體被公認的最古老的時期。
我們發現的大量類星體使我們能夠確定最基本的測量方法，稱為“光度函數”，它將類星體的空間密度描述為輻射能量的函數。我們發現類星體在早期宇宙中形成得非常迅速，而光度函數的整體形狀(除了振幅)隨著時間的推移保持不變。
光度函數的這種特性為理論模型提供了強有力的約束，這些理論模型最終可以重現所有的觀測結果，并描述SMBHs的起源。我們的研究發表在《天體物理學雜志快報》上。
另一方面，已知宇宙在其早期階段經歷了一個被稱為“宇宙再電離”的主要相變。過去的觀測表明，整個星系際空間在這一事件中被電離。電離能量的來源仍在爭論中，來自類星體的輻射被認為是一個有希望的候選者。
通過對上述光度函數進行積分，我們發現在早期宇宙中，類星體在一側1光年的單位體積內每秒發射1028個光子。這還不到當時維持星系際空間電離狀態所需光子的1%，因此表明類星體對宇宙再電離的貢獻很小。根據最近的其他觀察，其他能源是非常需要的，這些能源可能是星系形成過程中來自大質量熱恒星的綜合輻射。

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