美國太空總署下一個超級望遠鏡南希·格雷斯·羅馬太空望遠鏡(Roman)的發射可能意味著暴力黑洞無處可藏。
事實上這些宇宙的食肉人類未必能隱藏。 羅馬 時間是“宇宙正午”,宇宙歷史上的一個時期,發生在大約 110 億到 120 億年前。研究宇宙歷史早期這些血腥的恆星事件可以幫助揭示其中的原因。 超大質量黑洞 成長非常快
的出現 黑洞 它被稱為分離星。 水流中斷事件 (TDE),當恆星的軌道不幸地使其太接近超大質量黑洞的巨大引力時,就會發生這種情況。這同時擠壓和壓縮了恆星。在一個稱為「義大利麵化」的過程中,將等離子義大利麵包裹在黑洞周圍,然後慢慢地將其送入黑洞。
這是因為超大質量黑洞被包圍在稱為事件視界的單向光捕獲區域。研究它們的唯一方法是當它們主動吞噬周圍的物質時。這些物體以所謂的方式圍繞它們旋轉 蓄能盤。
然而,較輕的超大質量黑洞並不飢餓。使得檢查變得更加困難。直到這顆恆星離得太近,並被炸成極其明亮的潮汐瓦解事件。它可以將超大質量黑洞所在星系中所有恆星的光芒聚集在一起。 TDE 在超大質量黑洞中很常見,其質量在 1 億到 1 億個太陽質量之間。這是因為超大質量黑洞的質量超過太陽質量的10億倍。他們通常會立即吞下明星零食。
先前的研究表明,潮汐膨脹現像在早期宇宙中並不常見。這是因為第一個超大質量黑洞的質量甚至不會等於太陽的 10 萬倍。因此不會摧毀恆星。然而,新的研究估計大爆炸後約 10 億至 20 億年發生潮汐瓦解的頻率。人們發現這些頻率可能比之前想像的更頻繁地出現。尤其是在宇宙正午的擁擠狀況下。
計劃於 2026 年 8 月 30 日推出。科學家希望探索羅馬高緯度時域,將反覆勘測相當於90個滿月的天空區域,這將成為尋找早期宇宙潮汐表和後續研究的有力工具。研究小組估計,魯賓每年會偵測到數千到數萬次潮汐爆發,其中 100 次可以追溯到宇宙正午。
「羅馬太空望遠鏡對科學有暫時的變革作用。(瞬變是導致天空變亮然後變暗的天文事件),」約翰霍普金斯大學的主要作者米切爾卡門說。 在一份聲明中說 “多虧了羅曼的高靈敏度。因此,我們能夠在比以往更遠的距離和更早的宇宙學時代發現多次潮汐破壞事件。”
這意味著羅曼已經準備好解開自他的前任以來所形成的謎團。 詹姆斯韋伯太空望遠鏡 (JWST) 於 2022 年 7 月開始將資料傳回地球。
早期潮汐膨脹如何解開黑洞生長之謎
超大質量黑洞的質量相當於數百萬或數十億個太陽,存在於所有大型星系的中心。當這些東西在相對局部的宇宙中看到時,那就不是什麼大問題了。它們有充足的時間透過融合和餵食來成長。
不過,JWST 會定期進行檢測。 超大質量黑洞 宇宙還沒誕生 10 億年。這很令人不安,因為早期黑洞應該經歷至少 10 億年的合併和貪婪的飲食才能達到超大質量狀態。關於這種成長如何發生,科學家有兩種流行的理論。
第一個顯示超大質量黑洞是從「光的種子」開始的,該黑洞的質量僅為太陽的幾百倍,該黑洞是由一顆大質量恆星的死亡和坍縮而產生的。
這樣的黑洞質量可能是太陽質量的數百倍。這些黑洞隨著時間的推移而合併。像是吞噬了周圍的氣體。為了讓這個理論成為正確的理論,每個年輕星系的中心都必須有一個巨大的黑洞。
第二種理論認為,原始超大質量黑洞是由巨大的原始氣體和塵埃雲塌陷形成的「重種子」所形成的。這允許快速增長,因為黑洞可以在第一批恆星生存和死亡之前開始合併和進食的過程。
但是,如果這是正確的方法。事實上,這種坍縮事件很少見,這使得宇宙星系中心的大質量黑洞不太常見。
這是因為潮汐膨脹現像在質量較小的超大質量黑洞中更為常見。計算它們在宇宙正午出現的時間可以揭示當時黑洞的質量。這是確定重種子和輕種子的關鍵。
「潮汐破壞事件使我們能夠檢查輕超大質量黑洞的數量。這可以幫助我們區分這些模型,」卡門說。
「簡單地計算潮汐發生事件的數量作為紅移的函數。(測量宇宙距離)你可以對百萬太陽質量黑洞的數量設置重要的限制。通過能夠從更遠的距離監測潮汐破壞事件,羅馬將被改變。這樣你就可以看到潮汐發生率如何隨時間演變,」團隊成員、馬裡蘭大學天文學副教授蘇維·傑扎里(Suvi Gezari)說。 「正如 JWST 改變了我們對距離的理解一樣, 高紅移星系(非常遙遠)羅曼準備改變我們對高紅移瞬變的理解。 」
該團隊的研究成果已於 7 月 14 日發表。 天體物理學雜誌。










