巨大黑洞的发现，对认识早期宇宙有何帮助？

。TRS _编者按:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编者DIV {页边空白:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编者按{页边距:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编辑TH {页边空白:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编者SPAN {页边空白:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编辑器FONT {页边距-顶部:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编辑UL {页边空白:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编者李{页边空白:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编辑甲{页边空白:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编者按:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编者DIV {页边空白:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编者按{页边距:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编辑TH {页边空白:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编者SPAN {页边空白:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编辑器FONT {页边距-顶部:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编辑UL {页边空白:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编者李{页边空白:5px底部边距:5px。线高:1.5；}。TRS _编辑甲{页边空白:5px底部边距:5px。线高:1.5；本文采访的专家:中国科学院国家天文台研究员勾立军

据新华社报道，日本爱歌大学的一个国际团队最近宣布，他们用日本的昴宿星望远镜发现了83个大约130亿光年以外的巨型黑洞。这表明在宇宙早期有大量巨大的黑洞，它们的质量与我们邻近宇宙中的黑洞相似，达到数十亿太阳质量。

超大质量黑洞所在的类星体发出的光距离地球130.5亿光年(照片来源:https://subarutelescope.org)

如何观察巨大的黑洞？

昴宿星望远镜属于*家天文台，也是该组织最大的望远镜设备。它位于美国夏威夷的莫纳克亚山顶，以著名的开放星团昴宿星命名，是一个孔径为8.2米的大型反射光学望远镜。它由零膨胀玻璃ULE制成，重约22.8吨。但由于采用薄镜技术，厚度仅为20厘米，镜面误差小于14纳米，并安装了自适应光学系统，从而减少了大气湍流对观测的影响。

昴宿星望远镜(照片来源:https://subarutelescope.org)

日本的爱歌大学在14日发布的一份声明中称，来自该大学、普林斯顿大学和美国其他机构的研究人员利用了昴宿星超级顶点凸轮(HSC超级主焦点相机)调查数据，科学家首先从这些数据中选择一些候选，然后在用三个不同的望远镜(夏威夷的昴宿星望远镜、西班牙加那利群岛的GTC望远镜和智利的双子座南方望远镜)对这些候选进行相应的光谱拍摄后，确认它们的距离。

这次总共发现了大约100个类星体，位于大约130亿光年之外，其中83个类星体是首次观测到的，17个类星体是再次观测到的。

类星体艺术想象地图(照片来源:https://subarutelescope.org)

类星体是天文学家所说的一类天体。类星体通常包括一个中心黑洞和周围的星云。由于黑洞消耗周围的物质并释放大量能量，它们在宇宙中显得非常明亮，并且可以被地球上的望远镜观察到。

研究表明，这些巨大黑洞的质量是太阳质量的100万倍到几十亿倍，甚至几百亿倍。研究小组表示，这一发现表明，在超遥远的宇宙中存在大量巨大的黑洞。

你知道，根据目前的研究，我们相信宇宙诞生于大约138亿年前，这意味着宇宙诞生后仅8亿年，大量巨大的黑洞就诞生了。研究人员对此非常惊讶，并相信研究这些黑洞将有助于探索宇宙的早期历史。

这些巨大的黑洞如何帮助我们理解早期宇宙？

考虑到这个问题，我们采访了中国科学院国家天文台研究员、恒星黑洞研究小组组长郭立军。

研究员勾立军解释说，观察到的古老而巨大的黑洞将极大地帮助我们理解宇宙的演化和黑洞的产生。

在宇宙大爆炸后的演化过程中，它将经历一个从黑暗期到再电离期的转变:原本处于中性状态的氢原子将在光子的作用下被电离。

可以说，再电离过程是宇宙进化历史上的一个里程碑，但是这个过程中的大部分能量是从哪里来的呢？它是第一代恒星、星系还是超大质量黑洞？一个有吸引力的说法是，早期宇宙中许多类星体产生的强辐射导致了宇宙的再电离过程，这一发现为这一说法提供了直接的观测证据。

同时，早期宇宙中的这些超大质量黑洞也挑战了超大质量黑洞的形成理论。

当天文学家研究黑洞时，根据质量，它们大致分为三类。大约100个具有太阳质量的黑洞被称为恒星质量黑洞。拥有几十万到几百亿太阳质量的黑洞被称为超大质量黑洞。中间是一个中等质量的黑洞。

巨大黑洞的艺术想象(来源:https://www.sciencefocus.com)

这次发现的83个超大质量黑洞是超大质量黑洞。目前，学者们认为这些超大质量黑洞是由小质量黑洞慢慢融合然后积聚气体形成的。这是一个从童年到成年的成长过程，可以说是“向胖子吃一口”。

但是根据这个理论，在宇宙的早期不可能有这么多超大质量的黑洞。

然而，还有其他关于超大质量黑洞形成的理论，例如认为一些气体在宇宙的最早阶段坍缩成数十万或数百万个太阳质量的黑洞，这可以说是“生来肥胖”。

现在昴宿星望远镜的新发现可以说为后一种理论提供了极好的支持。也许超大质量黑洞的形成是多通道的，并且多通道共存。

目前，研究小组正在继续寻找早期的超大质量黑洞，希望能揭示宇宙中第一个超大质量黑洞诞生的年龄。

参考内容:

1.本文新闻来源:新的研究发现早期宇宙中有大量巨大的黑洞

http://www.xinhuanet.com/tech/2019-03/15/c_1124240639.htm

2.昴宿星望远镜官方网站:https://subarutelescope.org