钱德拉（Chandra）的最新图片揭示了黑洞宝藏

时间：2021-07-10 10:52:17 来源：

该图像包含有史以来最高浓度的黑洞，相当于满月区域的5,000个。该图像是用钱德拉（Chandra）观测时间超过700万秒制成的，是钱德拉南深场（CDF-S）的一部分，并且是有史以来获得的最深的X射线图像。CDF-S以前所未有的方式观察了早期的X射线宇宙，从而为天文学家提供了自大爆炸之后数十亿年以来黑洞增长的最佳观察。在Chandra图像中，Chandra检测到的低，中和高能X射线分别显示为红色，绿色和蓝色。（点击查看完整图片）

美国宇航局钱德拉X射线天文台提供的无与伦比的图像为天文学家们提供了自大爆炸发生以来数十亿年以来黑洞增长的最佳影像。

这是有史以来获得的最深的X射线图像，它是由NASA的钱德拉X射线天文台进行超过700万秒的观察时间而制成的。正如我们最新的新闻稿所述，这些数据使天文学家可以更好地观察大爆炸之后不久开始的数十亿年黑洞的增长。

该图像来自Chandra Deep Field-South或CDF-S。 CDF-S的整个场覆盖了天空上大约一个圆形区域，面积约为满月的三分之二。但是，此处未显示图像对X射线发射的敏感度较低的外部区域。该图像中的颜色代表钱德拉检测到的不同水平的X射线能量。在这里，最低能量的X射线是红色，中谱带是绿色，而钱德拉观察到的最高能量的X射线是蓝色。

该图像的中心区域包含有史以来最高浓度的超大质量黑洞，相当于大约5,000个适合进入满月区域的物体，整个天空中约有10亿个物体。

研究人员将CDF-S数据与宇宙组件近红外深河外传统调查（CANDELS）和大天文台起源深度调查（GOODS）的数据结合使用，包括来自NASA哈勃太空望远镜的数据来研究星系和黑洞。在大爆炸之后的一到二十亿年之间

在研究的一部分中，研究小组观察了哈勃望远镜图像中检测到的星系发出的X射线，该星系距离地球11.9到129亿光年。这些遥远的星系中约有50个是用钱德拉偶尔发现的。然后，研究小组使用了一种称为X射线堆叠的技术来研究来自2,076个遥远星系的X射线发射，这些星系没有被单独检测到。他们将这些星系位置附近的所有X射线计数相加，从而获得了更高的灵敏度。通过堆叠，团队能够实现相当于约80亿秒的等效曝光时间，相当于约260年。

利用这些数据，研究小组发现了证据，证明了早期宇宙中的黑洞主要是爆发性地增长，而不是通过物质的缓慢积累而增长。该团队可能还发现了有关形成超大质量黑洞的种子类型的暗示。如果超大质量黑洞是作为“轻”种子诞生的，重量约为太阳质量的100倍，那么在早期宇宙中达到约10亿质量的太阳所需的增长率可能会很高，以至于挑战目前的此类增长模型。如果天生的黑洞质量更大，那么所需的增长率就不会那么高。CDF-S中的数据表明，超大质量黑洞的种子可能“重”，其质量约为太阳的10,000至100,000倍。

像CDF-S中那样的深X射线数据，为理解第一个超大质量黑洞的物理性质提供了有用的见解。天文学家称之为“光度函数”形状的夜光物体和微弱物体的相对数量取决于黑洞生长所涉及的几个物理量的混合，包括黑洞种子的质量和黑洞种子的生长速率。他们正在增加材料。CDF-S数据显示了相当“平坦”的光度函数（即，相对大量的明亮物体），可用于推断这些物理量的可能组合。但是，确定的结果只能来自进一步的观察。

宾夕法尼亚州立大学宾夕法尼亚州立大学的法比奥·维托（Fabio Vito）领导了有关早期宇宙中黑洞生长的论文，该论文发表在2016年8月10日的《皇家天文学会月刊》上。它可以在线获得[https://arxiv.org/abs/1608.02614]。该调查论文由宾州州立大学的宾·罗（Bin Luo）领导，最近被《天体物理学杂志增刊》（The Astrophysical Journal Supplement Series）接受发表。也可以在线获得[https://arxiv.org/abs/1611.03501]

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