这些黑洞风暴爆发于131亿年前 。
星系中心超大质量黑洞喷发的星系风暴图解 。 黑洞喷出的强大能量产生了巨大的风暴 ， 将形成恒星的物质吹散 。 （图片来源：ALMA/ESO/NAOJ/NARO）
一个庞大的漩涡在宇宙早期形成 ， 它可以帮助科学家们更好地理解星系与它们的中心黑洞间的相互作用 。
几乎所有星系的中心都有一个质量超级大的黑洞 。 比如我们的银河系就有一个这样的庞然大物 ， 我们称它为 射手座A 。 它的质量相当于430万个太阳 。
星系和它们的中心黑洞有着密切的联系 。 它们两个似乎在一起进化 ， 也许是通过中心黑洞吞噬尘埃和气体时产生的“风”的作用 。 黑洞的引力使这种物质加速到难以置信的高速度 ， 使其释放出能量 ， 从而将其他物质向外吹 。
“我们想知道的是 ， 宇宙中的银河风暴是何时开始存在的？“塔库码·伊祖米 ， 一位在日本国家天文台工作的研究者说 。 “这是一个很重要的问题 ， 因为它关系到另一个天文学很重要的问题：星系与超大质量黑洞是如何共同进化的？”
Takumi 带领着一支研究团队致力于解决这些问题 。 凭借位于夏威夷的日本天文台斯巴鲁望远镜 ， 科学家发现了100多个距地球至少130亿光年外的星系与黑洞并存的体系 。 这意味着它们至少已经存在了130亿年之久 。 （因为它们发出的光要经过130亿年才能到达地球）相对而言 ， 宇宙那时还很年轻；宇宙大爆炸发生在138.2亿年前 。
紧接着 ， 通过利用智利天文台(ALMA)网站上超级射电望远镜 ， 他们继续研究了星系内部气体的运动 。 智利天文台数据显示 ， 编号为为HSC J124353.93+010038.5的星系正运动着一股时速高达110万英里的星系风暴 ， 这速度足以向外释放大量物质并且阻碍恒星的产生 。
星系HSC J124353.93+010038.5 距离地球131亿光年 ， 这使得它成为了纪录的打破者：即在130亿光年中最早明确的具有相当规模风暴的星系 。 研究人员说 。
6月14日在天体物理学杂志网站上发表的最新结果进一步表明 ， 星系与其中心黑洞的结合是非常紧密和久远的 。
“我们的观察印证了高精度计算机模拟的130亿年前就存在这种共同进化关系的预测 。 ”Lzumi说 。 “我们正计划未来继续观察大量类似的星系 ， 希望届时能弄清这种原始的共同进化是否广袤宇宙的真实缩影 。 ”
相关知识
黑洞是时空里一引力极强的区域 ， 其引力强到任何事物如微粒、甚至光线等电磁波都无法逃脱它 。 广义相对论预言超密物质会使时空扭曲进而形成黑洞 。 无法逃脱的边界称为视界 。 尽管黑洞对经过它的物体在其命运和情形 有着巨大的影响 ， 但广义相对论中它却不具备局地可观测性 。 在很多方面 ， 黑洞就像是一个理想的黑体 ， 因为它不反射任何光线 。 而且时空扭曲中的量子场理论则预示了视界发射霍金辐射 ， 其光谱和温度与质量呈反比的黑体的一致 。 对恒星质量的黑洞而言 ， 该温度量级为十亿开尔文 ， 这也使得它无法被直接观测 。
引力场太强以导致光线都无法逃逸的物体 ， 在18世纪被约翰·米歇尔和皮埃尔-西蒙·拉珀勒斯第一次考虑到 。 第一个由现代广义相对论解释黑洞特征的方案由卡尔·施瓦泽柴尔德在1916年发现 ， 而黑洞被解释为一片没有任何物体可以逃脱的空间的说法由大卫·菲克斯汀在1958年发表 。 黑洞一直被认为是数学的研究领域；直到上世纪六十年代 ， 理论工作才表明这其实是一个广义相对论的一般预测 。 1967年约瑟琳·贝尔·卜奈尔对中子星的发现 ， 启迪了人们 ， 引力塌陷致密星体实际可能是一种应被天体物理学研究的对象 。 第一个黑洞被称为天鹅座X-1 ， 由一群独立研究者在1971年命名 。
黑洞由质量极大的恒星在生命周期的最后坍塌形成 。 当黑洞形成后 ， 它还会通过吸收周围物体的质量来增长 。 通过吸收其他星体以及与其他黑洞融合 ， 或许会形成相当于百万太阳质量的超大质量黑洞 。 众所周知的一个理论是 ， 超大质量的黑洞存在于绝大多数星系的中心 。
黑洞的存在可以从它与其他物体以及电磁辐射 ， 例如可见光 ， 的互动中被推断出 。 落在黑洞中的物质外层由于摩擦生热会形成吸积盘 ， 形成类星体 ， 这是宇宙中最亮的物体之一 。 经过巨大质量黑洞时靠得太近的星星在被吞噬前会被挤压成非常明亮的带状 。 如果有其他的星体在围绕黑洞旋转 ， 他们的轨道可以被用来确定黑洞的质量与位置 。 这些观察可以作为排除其他例如中子星之类可能选项的依据 。 通过这种方式 ， 天文学家们在双星系统中已经识别出众多可能的星际黑洞 ， 并且确定了银河系中心名为射手座A的放射源 ， 蕴含着一个相当于430万太阳质量的超大质量黑洞 。
2016年2月11日 ， 引力波研究领域的LIGO科学合作组织和Virgo组织宣布第一次直接观测到引力波 ， 同时这也是第一次对黑洞融合现象的直接观测 。 2018年十二月 ， 11个引力波现象被直接从十个黑洞融合现象中（还有一个双中子星融合）观测到 。 继事件视界望远镜2017年在M87星云捕捉到超大质量黑洞 ， 2019年4月10日 ， 第一幅黑洞及其周边的图像被发布 。 2021年3月 ， EHT组织首次发布了黑洞的偏振图像 ， 这可能会帮助我们解密产生类星体的能量 。
BY：Mike Wall
FY：Astronomical volunteer team
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