詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在近紅外光下為宇宙進化早期釋放科學(CEERS)調查拍攝的放大圖像。鳴謝:美國宇航局，斯韋歐空局，伯太加空局，空望史蒂夫·芬克爾斯坦(UT奧斯汀)，遠鏡米凱拉·巴格利(UT奧斯汀)，星系探麗貝卡·拉森(UT奧斯汀)?；顒映筚|洞
（神秘的量黑地球uux.cn）據德克薩斯大學奧斯汀分校：研究人員利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)發現了迄今為止最遙遠的活動超大質量黑洞。這個名為CEERS 1019的詹姆最遠星系存在于大爆炸后約5.7億年，其黑洞的斯韋質量小于早期宇宙中任何其他已知的黑洞。
除了CEERS 1019中的伯太黑洞，研究人員還發現了另外兩個較小的空望黑洞，它們分別存在于大爆炸后的遠鏡10億年和11億年。JWST還發現了11個星系，星系探它們存在于宇宙4.7億至6.75億年前。活動超大質洞
該證據是由JWST宇宙進化早期釋放科學(CEERS)調查提供的，該調查由奧斯丁德克薩斯大學的天文學教授Steven Finkelstein領導。該計劃結合了JWST高度詳細的近紅外和中紅外圖像以及被稱為光譜的數據，所有這些都被用于做出這些發現。
“用這個望遠鏡觀察這個遙遠的物體很像是在觀察我們附近星系中存在的黑洞的數據，”領導這項研究的UT Austin最近的博士畢業生Rebecca Larson說?！坝羞@么多譜線需要分析。”
該小組在《天體物理學雜志快報》特刊的幾篇初始論文中發表了這些結果。
CEERS 1019的引人注目之處不僅在于它存在的時間有多長，還在于它的黑洞相對來說有多輕。它的質量約為900萬個太陽質量，遠遠小于早期宇宙中存在的由其他望遠鏡探測到的其他黑洞。這些龐然大物的質量通常超過太陽的10億倍，而且它們更容易被探測到，因為它們更亮。CEERS 1019內的黑洞更像我們銀河系中心的黑洞，它的質量是太陽的460萬倍。
雖然較小，但這個黑洞存在的時間要早得多，因此仍然很難解釋它是如何在宇宙開始后這么快就形成的。研究人員很早就知道較小的黑洞肯定存在于宇宙的早期，但直到JWST開始觀察，他們才能夠做出明確的探測。
該團隊不僅可以解開光譜中哪些發射來自黑洞，哪些來自其宿主星系，他們還可以查明黑洞攝入了多少氣體，并確定其星系的恒星形成率。
該團隊發現這個星系正在盡可能多地吸收氣體，同時也在制造新的恒星。他們轉向這些圖像，探究這可能是為什么。從視覺上看，CEERS 1019看起來是三個明亮的團塊，而不是一個單一的圓盤。
在詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的宇宙演化早期釋放科學(CEERS)調查中，由奧斯汀德克薩斯大學的史蒂文·芬克爾斯坦和麗貝卡·拉森領導的研究小組已經確定了迄今為止最遙遠的活動超大質量黑洞。這個黑洞位于CEERS 1019星系內，在宇宙大爆炸后的5.7億年后存在，其質量遠遠小于先前在早期宇宙中發現的其他黑洞。鳴謝:美國航天局、歐空局、加空局、Leah Hustak (STScI)
“我們不習慣在這些距離的圖像中看到如此多的結構，”CEERS團隊成員Jeyhan Kartaltepe說，他是紐約羅切斯特理工學院的天文學副教授?！靶窍岛喜⒖赡苁侵L該星系黑洞活動的部分原因，這也可能導致恒星形成增加。”
這些只是CEERS調查的第一批突破性發現?！暗侥壳盀橹?，關于早期宇宙中物體的研究主要是理論性的，”芬克爾斯坦說。“有了韋伯，我們不僅可以在極遠的地方看到黑洞和星系，我們現在還可以開始精確地測量它們。這就是這臺望遠鏡的巨大威力。”
在未來，JWST的數據也可能被用來解釋早期黑洞是如何形成的，修正研究人員關于黑洞在宇宙歷史的最初幾億年中如何成長和演化的模型。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡是由美國宇航局及其合作伙伴歐洲航天局和加拿大航天局領導的一項國際計劃。
更加遙遠的黑洞和星系
CEERS的調查范圍很廣，還有更多值得探索的地方。緬因州沃特維爾科爾比學院的團隊成員戴爾·科切夫斯基和團隊很快在數據中發現了另一對小黑洞。
第一個在CEERS 2782星系內，最容易辨認。沒有任何灰塵模糊了JWST對它的看法，所以研究人員可以立即確定它的黑洞在宇宙歷史上的存在時間——僅在大爆炸后11億年。
第二個黑洞位于CEERS 746星系，存在時間稍早，在大爆炸后10億年。它明亮的吸積盤是一個由氣體和塵埃組成的環，圍繞著它的超大質量黑洞，仍然部分被塵埃遮蔽。
“中央黑洞是可見的，但塵埃的存在表明它可能位于一個也在瘋狂涌出恒星的星系中，”科切夫斯基解釋道。
這張圖顯示了宇宙中目前已知的最遙遠的活躍超大質量黑洞的探測結果。其中三顆，包括最遙遠的一顆(在CEERS 1019星系內)，最近被詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的宇宙演化早期釋放科學(CEERS)調查發現。新的CEERS黑洞比之前在早期宇宙中發現的任何其他黑洞都要小得多。鳴謝:美國航天局、歐空局、加空局、Leah Hustak (STScI)。
與CEERS 1019中的黑洞一樣，另外兩個新描述的黑洞(位于CEERS 2782和CEERS 746星系中)也是“輕量級”的——至少與這些距離上先前已知的超大質量黑洞相比是如此。它們的質量只有太陽的1000萬倍。
“研究人員早就知道早期宇宙中一定存在質量較低的黑洞。韋伯是第一個能如此清晰地捕捉到它們的天文臺，”科切夫斯基說?！艾F在我們認為低質量黑洞可能到處都是，等待被發現?！?br>在JWST之前，所有三個黑洞都太暗而無法被探測到?！笆褂闷渌h鏡，這些目標看起來像普通的恒星形成星系，而不是活躍的超大質量黑洞，”芬克爾斯坦補充道。
JWST的敏感光譜也讓這些研究人員能夠測量早期宇宙中星系的精確距離，從而確定它們的年齡。國家科學基金會NOIRLab的巴勃羅·阿拉巴爾·哈羅和UT Austin的博士后研究員兼哈勃研究員藤本誠治(Seiji Fujimoto)的團隊成員確定了大爆炸后存在4.7億至6.75億年的11個星系。不僅它們非常遙遠，如此多的明亮星系被探測到的事實也是引人注目的。研究人員推測，JWST探測到的星系會比在這些距離上發現的要少。
“韋伯返回的遙遠星系的高度詳細的光譜數量讓我不知所措，”阿拉巴爾·哈羅說?！斑@些數據絕對令人難以置信?！?br>這些星系正在迅速形成恒星，但化學成分還沒有離家近得多的星系豐富。
“韋伯是第一個探測到這些星系的人，”藤本解釋道。“這一組，以及我們將來可能識別的其他遙遠星系，可能會改變我們對整個宇宙歷史中恒星形成和星系演化的理解，”他補充道。
該小組在7月6日的《天體物理學雜志快報》特刊上發表了幾篇關于CEERS調查數據的初步論文:“CEERS在大爆炸后570 Myr發現一個吸積超大質量黑洞:識別大質量z > 6類星體的祖先”，由Larson領導，“隱藏的小怪物:用CEERS對z > 5的低質量寬線AGN的光譜識別”，由Kocevski領導，“在z≃8−10對CEERS NIRCam選擇的星系的光譜確認”，由Arrabal Haro領導，以及“CEERS對NIRCam選擇的光譜確認”。
作者:百科
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