宇宙的早期階段持續揭示令人驚嘆的奧秘,其中一項重大發現是超大質量黑洞RACS J0320-35,它正以遠超預期的速度成長,這對我們理解這些宇宙巨獸的形成與演化提出了新的挑戰。
這個位於距離地球約128億光年的天體,其質量估計約為太陽的十億倍,使其成為迄今為止發現的最大黑洞之一。透過美國國家航空暨太空總署(NASA)的錢卓X射線天文台(Chandra X-ray Observatory)的觀測,科學家們發現RACS J0320-35的成長速率達到了理論上的愛丁頓極限(Eddington limit)的2.4倍。愛丁頓極限是一個關鍵的物理概念,它定義了黑洞在輻射壓力與重力達到平衡時,物質吸積的最大速率。超過此極限意味著黑洞正在以一種目前理論模型難以完全解釋的方式快速吞噬周圍的物質,估計每年可吸收相當於300至3000個太陽質量的物質。
這項由里斯本大學科學學院及天體物理學與空間科學研究所的科學家們組成的國際團隊進行的研究,結合了澳洲平方公里陣列巡道器(ASKAP)、暗能量巡天(Dark Energy Survey)、雙子座南望遠鏡(Gemini-South Telescope)以及錢卓X射線天文台的數據進行分析。里斯本大學教授兼天體物理學與空間科學研究所研究員若澤·阿方索(José Afonso)指出:「宇宙的前十億年正變得越來越難以捉摸。我們不僅持續發現這些先前被認為不可能存在的巨大黑洞,而且開始意識到它們在那時就已經展現出極端的特性。」
RACS J0320-35的發現為理解早期宇宙中黑洞的形成與成長提供了新的視角。它暗示著這些天體能夠比先前認為的更快速地達到巨大的質量。科學家們正在積極利用更多數據深入研究,以期能修正現有的理論模型,並更精確地理解星系中心發生的過程。例如,有理論認為,早期宇宙中暗物質的衰變可能釋放出足夠的輻射,維持氣體雲的穩定性,從而促進了超大質量黑洞的快速形成,這或許能解釋為何在宇宙誕生後不久就出現如此龐大的黑洞。此外,RACS J0320-35還會噴射出接近光速的粒子噴流,這與其異常快速的成長過程之間可能存在著緊密的聯繫,這也是科學家們正在深入探討的課題。這項研究的成果發表在《天文物理學期刊通訊》(Astrophysical Journal Letters)上,為我們揭示宇宙的演化歷史提供了寶貴的線索,並激勵著科學界對宇宙的基礎物理學進行更深入的探索與反思。