為何超大質量黑洞停止瘋長？

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                                                                    超大質量黑洞生長示意圖
                                                                                                                                                                                     為何超大質量黑洞停止瘋長？

    美國賓夕法尼亞州立大學科學家借助美國太空總署(NASA)
    錢德拉X射線望遠鏡，找到了超大質量黑洞的生長速度比過去慢很多的答案——它們無法像遠古時期那樣快速吞噬物質。
    一百億年前，宇宙處於天文學家所說的“宇宙正午”時期，那時超大質量黑洞（質量是太陽數百萬到數十億倍的黑洞）的生長速度達到巔峰。自那以後，它們的生長速度卻大幅放緩。早前國際團隊利用韋伯空間望遠鏡，在大爆炸發生僅八億年後的早期宇宙中，探測到一個巨型黑洞。研究人員稱，這個黑洞可能是在經歷了短時期的“暴飲暴食”後，目前已進入休眠狀態。在早期宇宙中，出現這樣一個質量並不增長的巨型黑洞，對現有的黑洞生長模型提出了挑戰。研究團隊給出了兩種解釋：一種觀點認為，這個黑洞可能“生而巨大”，這可以解釋為甚麼韋伯太空望遠鏡在早期宇宙中發現了它；另一種可能性是，在短時間內這個黑洞突破了極限，快速生長，隨後便進入漫長的休眠期。比如，這個黑洞先“暴飲暴食”五百萬到一千萬年，然後“打盹”一億年。美國賓夕法尼亞州立大學科學家指出，當氣體被吸入超大質量黑洞時，會升溫並釋放大量輻射，其中包括X射線。幾十年來，錢德拉等X射線望遠鏡通過觀測不同宇宙時期的黑洞，發現了黑洞生長速度下降的趨勢。這種放緩的原因一直是個未解之謎。研究團隊此次分析了錢德拉望遠鏡等數據，囊括約一百三十萬個星系和八千個正在生長的超大質量黑洞，最終找到了黑洞生長過程“減速”的緣由。
    研究團隊認為，隨着宇宙逐漸變“老”，黑洞吞噬物質的效率明顯下降。這可能是因為自“宇宙正午”以來，它們能獲取的“食物”——冷氣體變少了。他們測定了黑洞的亮度和質量，並統計了哪些星系中存在X射線源，這些星系正是超大質量黑洞活躍生長的地方。他們採用了多種觀測方式，部分觀測望遠鏡負責中層和底層，觀測範圍廣但深度較淺；而錢德拉則專注頂層，通過窄而深的觀測，捕捉更幽暗、更遙遠的黑洞。
    結合這些望遠鏡的數據，研究團隊比以往更清晰地了解黑洞的生長過程，從而釐清為何在百億年間，超大質量黑洞的生長從“急速”轉向“悠閒”，最終進入“停止”狀態。
    通過對數十億年宇宙歷史的分析，科學家得出結論：黑洞在大爆炸後出現得越晚，吞噬物質的速度就越慢，而且這種緩慢的態勢還將持續下去。

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