最大質量的黑洞有多大？來看古老星系形成的黑洞吧

說起黑洞，你的第一反應是什麼？對了，它巨大的引力吞噬一切，包括光，因此很難進行觀測。但根據一項最新進行的研究表明，這樣的觀測難度可能還並不算什麼，宇宙早期的黑洞更加難以捉摸，它們都隱藏在厚厚的宇宙塵埃雲和星際氣體之中。

天文學家們多年以來一直致力於在一些最古老的星系中心尋找黑洞存在的跡象，但是一無所獲。

但是研究人員們最近進行的研究不但首次成功地找到了這些隱匿的貪婪怪物，還發現它們和其所在的宿主星系的演化情況關係密切。

尋找黑洞

儘管由於不發出光線，科學家們沒辦法對黑洞進行直接觀測，但是人們可以觀察到被黑洞吞噬的物質落入其中的場景。當這些物質高速下落時，這會釋放出巨大的能量。

在大爆炸之後10億年左右時形成的星系中似乎沒有觀測到這種強烈的能量爆發，這讓科學家們懷疑它們核心位置的黑洞質量可能相對較小。目前科學家們認為宇宙的年齡大約為137億年。

事實上，認為這些早期星系的核心部位存在成長中的超大質量黑洞是非常自然的，但是問題是人們在此之前一直沒有能夠找到它們。

超大質量黑洞是宇宙中的巨怪，它們的質量可以達到太陽質量的數百萬倍甚至數十億倍。而較小的，恆星級別的黑洞是由單個的大質量恆星塌縮後形成的，它們的質量一般可以達到太陽質量的10~20倍。

科學家採用間接的方式搜尋宇宙中最早期黑洞的跡象。首先調動哈勃空間望遠鏡鎖定一些可以目標，隨後使用錢德拉塞卡X射線望遠鏡來觀察其是否存在顯示黑洞吸積盤特徵的X射線輻射。

由於光速恆定，而宇宙非常廣袤，因此觀察遙遠的星系就像是回溯時間，觀察過去。

結果顯示，對於早期黑洞的搜尋難度非常大，因為必須穿透厚厚的塵埃和氣體雲來進行搜尋，如同在大霧中試圖看清遠方。只有那些非常強烈的X射線輻射能穿透雲霧。

緊密相關

但是最終，她們不但找到了這些早期黑洞存在的證據，並且她們還發現這些早期的超大質量黑洞和它們所在宿主星系之間存在的緊密關係。

那些和銀河系年齡大致相同的黑洞和星系之間存在緊密聯繫。比如，這些黑洞的質量和其宿主星系的光度之間，以及圍繞其四周分布的暗物質質量之間存在正比關係。

但是人們預計早期的黑洞情況與此不同。天文學家們預計這樣的相關性需要一定的時間來建立，隨著時間的推移，黑洞和它的宿主星系之間逐漸達到一種平衡關係。

為何這種聯繫能夠如此迅速地被建立起來，這是如何實現的？我們目前還不清楚。

這張圖像被稱為「錢德拉深空場-南部」（X射線）以及哈勃對同一天區的成像（可見光）。這張圖像配合其他錢德拉太空望遠鏡的數據，使得人們得以在30%~100%的極早期星系中發現了黑洞的跡象，這些黑洞隱匿在塵埃和氣體中，非常難以觀測。

這張圖像是一副藝術想像圖，顯示一個大爆炸之後不到10億內形成的星系。剖面圖顯示其外部大量的塵埃和氣體內部隱藏著一個正在快速成長中的大質量黑洞，以及它發出的強烈輻射

這是「錢德拉深空場-南部」的圖像，是錢德拉望遠鏡曝光400萬秒得到的。圖像覆蓋天區位於天爐座，是有史以來獲取的最深邃的X射線宇宙星空地圖。其探測到的大量X射線源大部分來自成長中的超大質量黑洞。其中有些黑洞在宇宙大爆炸之後大約9.5億年便出現了。

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