诚博国际

预测并寻找宇宙中的第一个超大质量黑洞!

诚博官网

在整个宇宙历史中,大多数星系的形成和生长都是由超大质量黑洞和主星系的增长所驱动的,它们聚集物质以达到数百万的太阳质量。跟踪这些极端物体的早期阶段是未来强大望远镜的任务之一。由Espaco天体物理学研究所(IA)的研究人员领导的一项研究提出了一项新的综合评估。

该研究预测,当宇宙不到当前年龄的7%时,应该存在非常年轻的星系,核心处有活跃的超大质量黑洞,这些星系属于未来X射线和射电望远镜的范围。

这项研究发表在英国《皇家天文学会月刊》,本周在SPARCS IX会议上发表,讨论了未来平方公里阵列(SKA)射电望远镜的科学和技术。这些结果可为SKA和ESA雅典娜X射线空间天文台提供最有效的观测计划。这两个天文台将用于深入了解本研究探索的同一时期的宇宙历史。该论文的第一作者,IA和斯里西亚大学的Stergios Amarantidis(FCUL)说:因为在雅典娜和斯卡进入科学领域之前还有很长一段时间,现在是时候将他们的目标调整到最佳状态。水平上升。

例如,过去的雅典娜白皮书提到超大质量黑洞的预测比我们发现的低一个数量级。调查结果将用于制定未来调查的初步计划,现在可以使用这些结果来改进这一战略并为更有效的调查做好准备。作者通过增加无线电和X射线观测的预测,以及对更远距离宇宙的预测,扩展了前人在可见光和X射线光谱中所做的工作。在这种情况下,X射线由非常热的材料产生,当它落入黑洞时以非常快的速度螺旋形,而信号星系的中心面向地球。

计算机模拟原始星系的形成,超大质量黑洞可能在早期宇宙中形成这些结构中起重要作用。图片:TNG协作

另一方面,无线电辐射是从侧面观察到的信号星系,由从黑洞附近喷射的强力粒子射流产生,该黑洞与星系外的气体相互作用。研究人员利用其他团队开发的八种计算模型,利用当前关于星系演化的知识,预测雅典娜将能够在满月大小的天空区域内观察早期宇宙中非常年轻的星系,大约有2,500个超大质量黑色孔。 X射线活动。结果表明,在这些早期阶段,无线电辐射将不那么丰富,但像SKA这样强大的望远镜仍然能够在同一天空中识别出数十个这样的光源。

通过观察附近宇宙中星系的演化环境,开发并微调计算模型。一项研究表明,这些模型的局限之一是它们无法预测一些已知在遥远时期存在的高活跃星系的中心性。为了克服这一局限并正确理解第一个星系和超大质量黑洞是如何出现和演化的,有必要增加模拟尺度和计算资源。

这项研究展示了最先进的星系形成模型的预测能力,并将指导我们更好地利用正在建造的强大望远镜,同时证明我们对第一个活跃星系的理解仍需要改进。这将需要我们在未来几年的所有观测努力,而早期的宇宙仍然在很大程度上无法解释。