科学家发现83个和宇宙一样古老的超大质量黑洞合集20篇

物理学家组织网络最近报道称，对阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的最新观测推翻了天文学的常识，即即使在银河系最不稳定的区域，恒星也可以诞生，而恒星可能存在于整个宇宙中。

人马座A位于距离地球26000光年的银河系中心，那里有400万个超大质量黑洞，质量相当于太阳。由于其强大的潮汐力和强烈的紫外线和X射线辐射，射手座A被认为不利于恒星的诞生和形成，特别是像太阳这样的低质量恒星。然而，发表在《天体物理学杂志快报》上的研究数据显示，在距离人马座A黑洞中心仅3光年的地方，发现了11颗年轻恒星，它们的寿命约为“600万年”。

大量星际尘埃覆盖了黑洞区域，将它隐藏在光学望远镜的“视野”之外。阿尔玛可以穿透尘埃，帮助天文学家以极高的精确度和灵敏度更清楚地了解这个动荡的地方。

研究小组发现了这些年轻恒星喷流的典型“双叶”特征。这些恒星被旋转的尘埃和气体圆盘所包围，这些圆盘将物质吸收到旋转的圆盘中，并以高速喷射的方式从恒星的北极和南极喷射出来。这种形状标志着恒星形成的早期阶段，“双波瓣”中的一氧化碳分子在毫米波长的光中非常明亮。

“这一发现证明了惊人的恒星形成发生在人马座A附近的云中，”美国国家射电天文台的阿尔·沃顿说。尽管条件并不理想，但它们给了天文学家形成恒星的其他方法。"

据外国媒体SlashGear报道，科学家已经发现了83个超大质量黑洞，几乎与已知宇宙一样古老。这项研究中的黑洞是由它们的亮度决定的——下图中的红点。每一个点都是一个超级明亮的活跃能量核心，形成一个超大质量黑洞。气体聚集在中心。

负责本周报告的团队使用了三台大型望远镜。这些望远镜是斯巴鲁望远镜；智利的双子座南站望远镜和西班牙在拉帕尔马岛的大望远镜。他们使用高速扫描数据来观察黑洞活动的潜在候选者。

超级超级超级相机是日本国家天文台斯巴鲁望远镜的一部分。

这些超大质量黑洞大约有130亿年历史。目前对大爆炸的估计设定在大约133亿年前，而地球形成于大约45亿年前。这使得这些密度最大的天体在我们的宇宙第一次膨胀后仅约3亿年。

下面你会看到艺术家对超大质量黑洞的印象——类星体，它们从中心发出大量的光和能量。这张照片是由林佳树松冈提供的。

据报道，新发现的星系ESO 495-21位于约3000万光年之外的罗丹星座。它属于一个矮星风暴星系，由于形成了大量的恒星，它是“辐射的”。爆发星系的“恒星形成”速度极快，达到银河系速度的1000倍。

与银河系相比，这个超级富饶的星系是一个“小点”。它的直径只有大约3000光年，而银河系大约是100000光年。

此外，天文学家估计银河系中心的超大质量黑洞大约是太阳质量的100万倍。你知道，银河系中心有超过300个超大质量黑洞，其大小相当于这个星系，质量是太阳的400多万倍。

"一般来说，星系越大，其中心的黑洞质量越大."中国科学院国家天文台研究员陈在接受《每日科学》采访时说，这样的小星系和大黑洞极其罕见。

欧洲航天局的天文学家也对这场“套餐比赛”感到不寻常。问题是这样的。银河系中心的黑洞是如何形成的？小星系能支持超大质量黑洞“生存”或“成长”吗？这个黑洞平时“吃”什么？

事实上，目前天文学界对星系中心超大质量黑洞的起源一直争论不休。一些学者认为黑洞首先形成，然后积聚大量气体，逐渐形成恒星并形成星系。一些学者还认为星系形成得更早，它们中心区域的恒星碰撞或合并产生黑洞。总之，“公众说公众是对的，而女人说女人是对的。”我相信将来会有关于这个新发现的银河中央黑洞起源的进一步研究。

在“增长”方面，陈指出星系虽然很小，但与黑洞相比仍是一个“怪物”。例如，银河系的总质量大约是太阳质量的1000亿倍，而中央黑洞只有太阳质量的100万倍。因此，小星系也有足够的能力“喂养”黑洞，而不用担心被“吃掉”。一般来说，超大质量黑洞会吞噬气体或恒星，然后慢慢“长大”银河系的中央黑洞也不例外。

为理解星系形成提供新的思路

有能力“喂养”并不意味着“愿意”去“喂养”。过去的经验也让天文学家想知道为什么小星系和大黑洞是和平的。这将成为一些学者的下一个焦点。

20世纪90年代末，人们发现星系和中心黑洞的质量不是简单的线性关系。只能说这两者高度相关，应该有某种机制来建立它们之间的联系。这就像一个函数的存在，给定自变量，就可以得到函数值。

然而，迄今为止，学术界还没有找到这种“功能”。“星系和星系中心黑洞大小之间的关系不是很清楚。人们普遍认为黑洞的形成过程和星系的演化过程是相互作用的。例如，黑洞产生反馈效应来抑制恒星的形成，从而导致黑洞和星系之间的密切关系。”陈对说:

气体是恒星形成的重要原料。黑洞“吐出”部分能量，并在积聚周围物质时发出光和热。当这些光和热作用于星系中心周围的气体时，它们被给予能量逃逸并形成反馈效应，从而影响恒星的诞生并进一步影响星系的质量和大小。

“学术界之所以普遍认为大星系中心有一个大黑洞，小星系中心有一个小黑洞，是因为有大量以前的观察作为支持，这一观点似乎也是合理和可接受的。”在陈看来，这就像高个子的人往往有大脚一样，但是没有人能肯定地说高个子的人会有多大的大脚。

银河系可能会打破传统观点。陈视其为验证各种星系-黑洞质量关联模型的新“实验室”,这也有助于启发新的更接近事实的假说或理论。欧洲航天局的天文学家认为，这可能为人类理解星系的形成和演化提供新的思路。

悟空号探测卫星是中国科学系列卫星的首发星，它不仅拥有能够洞察宇宙暗物质的眼睛，而且其观测能段范围之宽、能量分辨率之优，超过国际上其他同类探测器，性能优越，可谓神通广大，而且悟空探测卫星发现超大质量黑洞的伽马射线。

近日，暗物质粒子探测卫星“悟空”近两个月内频繁记录到来自超大质量黑洞CTA102的伽马射线爆发。这是暗物质卫星科研团队自卫星上天后首次发布观测成果。“悟空”观测到的现象表明，黑洞CTA102正经历新一轮活跃期。

紫金山天文台副研究员、暗物质卫星项目团队成员徐遵磊介绍，宇宙中广泛存在着一类称作超大质量黑洞的天体，几乎在每个大星系的中心，都存在至少一个这样的黑洞，包括我们所处的银河系也同样如此。它们的质量大到数百亿倍太阳质量，小的也有数十万倍太阳质量。特别是有些巨型黑洞在宇宙极早期就已经存在了。它们如何形成，如何随着宇宙演变，如何反作用于星系演化等问题都是未解之谜。这些黑洞是不折不扣的宇宙“妖怪”。其中有一类这样的黑洞在大量地“吞噬”着其周围物质，“吞噬”过程中物质聚集形成吸积盘并且产生强有力的喷流，使其表现得异常明亮。这一类天体称作活动星系核，它们占所有星系的比例不到10%。

CTA102便是这样一个活动星系核，其距离太阳系大约80亿光年，黑洞质量约8.5亿倍太阳质量。关于CTA102，历史上还有一个有趣的故事。1963年CTA102第一次在无线电波段被发现时，人们曾经一度认为这就是外星文明发出的信号。甚至当后来看到变化的无线电信号时，还有人认为是高级智慧文明在作祟。进一步的观测发现它其实是一个活跃的黑洞，在吸积物质的时候形成巨大的喷流，产生相对论性粒子并辐射出从无线电直至伽马射线波段的电磁波。CTA102上一次比较剧烈的活动发生在2012年。

我国于2015年底发射的暗物质粒子探测卫星“悟空”，主要目标就是通过空间观测宇宙射线和伽马射线，来探索宇宙暗物质和类似黑洞这样的宇宙“妖怪”。紫金山天文台暗物质卫星团队介绍，自今年10月以来，“悟空”频繁捕捉到来自CTA102的伽马射线辐射。特别是11月23日以后，“悟空”记录到明显增强的伽马射线爆发现象，这一爆发在2016年12月16日达到峰值。记录到的最高光子能量约620亿电子伏特，相当于静止质子等效能量的66倍。

这一观测结果也得到其他设备的印证。紫金山天文台1米近地天体巡天望远镜也观测到CTA102的此轮爆发。根据望远镜记录，在2016年6月18日至12月20日之间，CTA102亮度持续增强。

徐遵磊称：“CTA102是‘悟空’捕获的第一个‘小妖’。借助其火眼金睛，我们相信在未来它必将抓获更多的各色宇宙‘妖怪’，为我们认识宇宙万象提供有力的帮助。”

人类寻找“宇宙第一代”的努力获得了回报！根据英国杂志《自然》发表的天体物理学的一项重要成就，科学家首次在太空中探测到氦氢离子HEH+，预计这是宇宙中形成的第一个分子离子。这一发现结束了长达几十年的研究。

氦氢离子由氦原子和质子组成，是宇宙早期形成的第一类分子键。随着时间的推移，氦氢离子被破坏，形成氢分子和氦原子。

宇宙中第一次化学反应的产物，比氢分子出现得更早，长期以来被天文学家称为“神秘分子”或“神秘离子”，也被预测为宇宙中最强的酸。尽管早在1925年，研究人员就首次在实验室证明了氦和氢离子的存在，但在太空中还没有检测到。

以前探测空间氦和氢离子的尝试受到光谱仪在适当波长下有限分辨率的限制。然而，美国航天局和德国航空航天中心的一个联合项目——平流层红外天文观测台的高分辨率大分光计能够探测氦和氢离子发射的红外线。

这一次，德国马克斯·普朗克射电天文学研究所的天文学家拉尔夫·古登和他的同事最终利用2016年5月索非亚天文台三次飞行获得的数据，在行星星云NGC 7027中探测到了氦氢离子。NGC 7027是一个年轻的星云，其条件与早期宇宙相似。因此，NGC 7027是形成氦和氢离子的最佳候选物。

氦和氢离子的出现被认为是宇宙演化最重要的标志之一。它不仅是化学诞生的第一步，也是所有恒星、行星和生命诞生的起点。

在今天的《科学》杂志上发表的封面文章中，“冰立方”中微子观测台发现了姚变体发射超高能中微子的证据。

冰立方是位于南极的美国中微子观测站。它由分布在1立方千米内的86串光传感器(光电倍增管)组成，每串60个，位于冰层下1450至2450米处。当高能中微子被冰捕获时，带电粒子产生并通过传感器阵列，切伦科夫光产生并被探测到。

(冰块)

2017年9月22日，冰块探测到一个能量为290 TeV的中微子。相比之下，欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机是目前能量最高的加速器，只能将粒子加速到7 TeV。

冰立方的主要科学目标是通过中微子找到高能宇宙射线的起源。为此，它建立了一个预警网络，实时重建每个超高能中微子的方向，并将其发送给其他望远镜，以便通过无线电、光学和伽马波段观察相应的天体活动。中微子被观测到43秒后，一个自动警告信息被发出。四小时后，伽马射线协调网络将发布通知。

290兆电子伏的中微子(科学361，146(2018))290 TEV的中微子(科学361，146(2018))

起初，几个观测站没有看到任何异常信号。六天后，费米卫星首次报告说，在冰块给出的方向仅相差0.1度的地方，有一个耀斑在一个月前开始发光，并开始变得特别亮。很快，十几台射电、光学和伽马望远镜也观测到了重要的信号，如大西洋上的神奇大气切伦科夫望远镜。

高能宇宙射线起源之谜

Blazar是一种活跃的星系核，它是一种剧烈的天文现象，是由星系中心的一个巨大黑洞大量物质增生而成。黑洞将增生物质的重力能量或黑洞的旋转能量转化为强大的相对论喷流。如果喷气式飞机对准我们的视线，它就构成了一个耀斑。

高能宇宙射线的起源是一个百年的谜。我们不知道它们从哪里来，也不知道它们是如何加速的。据推测，它的来源可能包括中子星、伽马射线爆发、极端超新星、活动星系核等。

在姚的变体喷射中，带电粒子可以加速到极高的能量。因为带电粒子被宇宙中的磁场偏转，当它们到达地球时，我们不知道它们来自哪里。也许它们在以颤动的方式到达地球之前，已经在银河系中旋转了几十次。被喷流加速的质子或原子核在与物质相互作用时会产生高能介子，并最终衰变为光子和中微子，它们不受磁场干扰，可以直接指向源头。看到290个TeV中微子意味着耀斑羽流可以产生至少数万个TeV质子和原子核，这可能是宇宙中最高能粒子的诞生地。

礼貌:物理世界的马斯彻

答案已经解决了吗？

事实上，《冰块》在2016年报道了原子核和高能中微子之间的相关性，相关性为95%，按照严格的科学标准来看，这还不够高，因此存在争议。

在发现了这个中微子之后，冰立方重新检查了以前的数据，发现了这个方向上的一些中微子，使得相关性达到99.9%，大约是标准偏差的3.5倍。然而，它仍然比科学中发现的5倍的标准偏差稍低。

冰块计划在不久的将来升级，体积增加10倍。即使目前的结果不够令人信服，未来也一定能够毫无争议地确定答案。

有趣的是，冰立方还可以在其中心的一个小区域内增加光传感器的密度，以更精确地探测大气中微子，从而确定中微子的质量序列(这个实验被称为PINGU)，这是正在建设中的江门中微子实验的主要科学目标之一。如果平谷实验得到高度重视，它将成为江门最强有力的竞争对手。然而，经过长时间的讨论，项目组把重点放在扩大冰块阵列上。毕竟，质量序列有很多实验，但只有一个冰块。

走上歧途的理论家

冰块和LIGO是美国科学基金会资助的两个主要项目。冰立方天文台的创始人弗朗西斯·哈尔曾也是一位理论家，就像LIGO的几个不可调和的倡导者一样。他曾经说过，如果他有一些实验经验，他就不会提出做冰块实验，因为他不知道在一般的冰中会有大量的气泡，而且光子散射非常严重，这使得不可能重建中微子的方向。然而，在实验完成后，人们意外地发现南极洲下面的冰与其他地方不同。数万年的压力把冰压得很紧，光散射的问题比预期的要好得多。

海伦显然是未来诺贝尔奖的有力候选人。我希望他能长寿。

超高能中微子的银河系外“家园”已经得到证实，这可能会迎来中微子天体物理学的新时代。

北京，4月20日，《科学技术日报》(记者刘霞)——由德国科学家领导的国际研究小组在最新一期《自然物理学》上报道，位于南极冰下的中微子探测器“冰立方”在2012年发现了超高能中微子。现在，他们第一次在银河系外找到了一个源头，这一重大发现可能开启中微子天体物理学的新时代。

中国科学院高能物理研究所研究员曹骏向《科学技术日报》记者解释说，中微子是大爆炸期间产生最多的粒子之一，而且仍然是由恒星内部的核反应和宇宙射线撞击地球大气层的过程大量产生的。

中微子质量非常小，不带电荷，很少与其他物质相互作用，并且难以探测。然而，在极少数情况下，中微子会撞击原子，产生带电粒子，如电子或μ子，它们会发出蓝色闪光，可以被冰块探测到。

2012年，“冰块”发现了历史上能量最高的中微子，其能量为2000万亿电子伏特，比大型强子对撞机产生的高能质子高300倍。这种高能中微子应该来自能量极高的宇宙射线粒子的碰撞过程。在过去的几年里，科学家们一直在寻找可能产生它们的奇怪的天体活动。

最近，科学家分析了距离地球90亿光年的PKS B142418活跃星系的射电和伽马射线数据。结果表明中微子和活动星系爆发在时间和方向上是一致的。因此，可以推断中微子可能来自银河系外活动星系爆发，这是第一次具有银河系外来源的超高能中微子事件。

南京大学天文与空间科学学院的王翔宇教授在一次采访中说:“尽管科学家们不能排除巧合，也不能100%确定中微子来自这个活跃的星系，但高达95%的相关性是迄今为止最高的。最新研究表明，一些中微子可能来自银河系以外的活跃星系，这有助于科学家进一步澄清高能中微子的来源。”

据国外媒体报道，由于光传播的速度，人类可以看到太空中不再存在的东西。如果你凝视一个遥远的星系，当光线照向我们的方向时，你只能真正看到里面是什么。如果星系在1000光年之外，那么人类在1000光年前就能看到星系。

现在，研究人员相信他们可以使用类似的技术找到不再存在的黑洞。唯一不同的是，这些黑洞不仅来自过去，而且来自一个完全不同的宇宙。

最近，一个由牛津大学、华沙大学和纽约海事研究所的科学家组成的科学研究小组指出，有证据表明，在人类目前生活的宇宙之前存在一个黑洞。然而，这样的黑洞留下的是宇宙微波背景辐射而不是可见光。

这些科学家认为，即使当一个宇宙结束了，一个新的宇宙出现了，来自前一个宇宙的衰变中的日冕物质抛射仍然存在。然而，没有具体的数据来支持这一理论，证明它是不好的。因此，研究人员开始寻找他们所谓的“霍金点”。霍金角是以已故科学家斯蒂芬·霍金的名字命名的。

然而，这个团队提出的理论不容置疑。反对者认为这些“点”只是中巴随机分散的结果。

为了尽可能消除疑虑，研究小组制作了一张背景辐射的随机地图，并试图找到相似的点。由于这种现象没有出现在他们的随机数据中，研究人员相信他们的理论是正确的，霍金点确实是宇宙中存在了很长时间的黑洞的最后痕迹。

质量相当于 500 个太阳的黑洞被发现

美国的国家航空和航天局星期三宣称，一名英国天文学家已在 M82 星系里，发现一个质量相当于 500 个太阳的中等质量黑洞。

根据法新社的报道，黑洞是一种质量极大、体积极小的天体，在它周围区域里，引力很强，连光也无法逃逸。人们无法直接观测到黑洞，只能通过观察黑洞附近正在被“吞食”的物质来确认它的存在。

在这之前，人们已在宇宙中发现了多个黑洞，其中一部分是盘踞在星系中央、质量相当于数 10 亿个太阳的超大型黑洞，其余的是质量与太阳相当的小型黑洞。中等质量的黑洞一直是“缺失的一环”。

根据美国宇航局提供的资料， M82 星系距地球 1200 到 1500 万光年。几年前，曾有科学家根据卫星数据提出， M82 星系里可能存在一个黑洞，但由于卫星观测精度有限，这一假说一直未被证实。一光年约等于10 万亿公里。

哈勃望远镜发现两个中等质量黑洞

美国天文学家利用“哈勃”望远镜新观测到两个中等质量黑洞的迹象，这一重要发现不仅为研究黑洞家族的演变补上“缺失的一环”，也有助于深入理解星系结构的形成等天文学基本问题。

天文学家们近日在美国宇航局华盛顿总部举行的新闻发布会上介绍说，新观测到的两个黑洞之一位于飞马星座的 M15 球状星团，距地球 3．2 万光年，质量为太阳的 4000 倍。另一个黑洞位于仙女星系的 G1 星团中，质量相当于 2 万个太阳，距离地球 220 万光年。M15 和 G1 这两个星团都包含着大量紧凑排列的恒星，其中一些恒星相当古老，诞生于距今 100 多亿年前。

黑洞是一种体积极小、质量极大的天体，在它强大的引力下，连光都无法逃逸。迄今，宇宙中已知的黑洞主要有超巨黑洞和小质量黑洞两类。超巨黑洞一般存在于星系的中心，质量达到太阳的数百万甚至数十亿倍。小质量黑洞质量与太阳基本处于一个数量级，据认为主要由质量相当太阳 10 倍左右的恒星发生超新星爆炸后形成。

在已知两种黑洞之间是否还有“中间产品”？这是天文学界争论多年的一个话题。“哈勃”的新观测结果为中等质量黑洞的存在提供了确切证明，使小质量黑洞与超巨黑洞之间有了联系。此外，这一发现还为解释黑洞、特别是超巨黑洞的成因提供了新线索。

早先的一些观测显示，位于星系中心的超巨黑洞，质量一般为星系总质量的 0．5%左右。新发现的两个中等质量黑洞与所处的星团之间也有着类似比例，而星团的质量通常只有星系的万分之一。天文学家们指出，这意味着黑洞与其赖以依存的宇宙环境之间可能存在着有待进一步发现的本质规律。

目前，关于超巨黑洞的形成主要有两种理论。一种观点认为，它可能是随着星系的诞生一次性产生的。但也有天文学家推测，超巨黑洞是以质量更小的黑洞为基础形成的，后者就好比是一些“种子”，随着时间的推移进化成了巨型黑洞。中等质量黑洞的发现为黑洞形成“进化论”提供了新的支持。天文学家们说，这些中等质量黑洞很可能是最后形成超巨黑洞的“材料”。

最亮的恒星是吴的团队用云南2.4米的丽江望远镜首次发现的，也是世界上唯一用2米望远镜发现的早期宇宙类星体。目前，天文学家已经发现了超过20万个类星体，但是离地球127亿光年的地方只有40个类星体。这个类星体不仅“年轻”，而且非常“大”。吴解释说，宇宙诞生于137亿年前，这颗恒星距离地球128亿光年，这意味着我们看到的是大爆炸9亿年后的样子。比如说，吴就相当于一个寿命长达100岁的人。你能看到的是他6岁时的样子。它的质量是太阳的120亿倍，相当于6岁孩子几百斤的体重。

吴说，它就像是遥远夜空中最亮的灯塔。它耀眼的光芒可以帮助我们了解许多我们以前无法理解的早期宇宙的信息。它巨大的黑洞质量也对早期宇宙中现有的黑洞形成和增长理论提出了巨大的挑战。最新的研究结果发表在2月26日的顶级国际科学杂志《自然》上。

中国科学院云南天文台丽江天文台类星体示意图

类星体是1963年发现的一种特殊天体。它们是以看起来像“类似恒星的天体”命名的，但它们实际上是遥远的天体，在银河系之外有巨大的能量，它们的中心是超大质量黑洞，质量超过1000万个太阳质量。尽管这些黑洞本身并不发光，但由于其强大的引力，它们会猛烈地吞噬周围的物质，而周围的物质会释放出巨大的能量，其方式类似于在快速坠入黑洞的过程中“摩擦生热”，使得类星体成为宇宙中最耀眼的天体。

中国科学院院士陈建生对这一发现发表评论说，中国天文学家能够用国产小型2米望远镜在世界上发现通常需要10米望远镜的天体，这表明中国天文学家充满了创新的想法。然而，由于我国没有大型望远镜，后续的深入研究不得不依靠国外的大型望远镜。因此，中国参与下一代国际30米直径巨型望远镜的建设对于中国天文学的未来发展是非常必要的。

在宇宙诞生之初，黑洞的增长率令人难以置信。

北京时间8月12日，据国外媒体报道，研究人员称，在宇宙形成之初，黑洞的增长率令人难以置信。这可能有助于解释为什么超大质量黑洞出现在早期宇宙中。

黑洞因其超高密度而具有很大的引力，甚至光也无法逃离它们。人们普遍认为，黑洞的形成是由于一颗大质量恒星在其演化结束时发生了剧烈的超新星爆炸，将它的核心挤压成一颗密度极高的恒星——这就是黑洞。

大多数超大质量黑洞出现在星系中心，质量是太阳的数百万到数十亿倍。在宇宙形成的早期，大约在大爆炸后8亿年，这样一个巨大的黑洞已经出现了。然而，人们无法解释为什么这些大块头能在如此短的时间内迅速形成。

今天黑洞的增长率受到累积圆盘的限制。吸积盘由气体和尘埃组成。它围绕着黑洞旋转，并不断地被吸进黑洞。它以两种方式阻止黑洞快速膨胀。首先，当吸积盘中的物质被吸进黑洞时，它会阻止其他物质落入黑洞。第二，黑洞的温度由于阻塞过程中的连续碰撞而升高，从而形成基因比率能量来分散黑洞中的气体和尘埃。

“与真空吸尘器不同，黑洞不会主动吸入物质，”领导这项研究的以色列魏茨曼科学研究所的天体物理学家塔尔·亚历山大说。正如地球围绕太阳运行一样，恒星或气体流可以围绕黑洞形成稳定的轨道。很难想象有什么方法可以让这些气流以足够快的速度进入黑洞，从而导致黑洞迅速膨胀。"

然而，亚历山大和他的同事普里亚姆瓦达·纳塔拉詹已经找到了解决这个问题的方法——早期的黑洞可能会在没有吸积盘约束的情况下迅速膨胀成超大质量的黑洞。他们的研究结果于8月7日发表在《科学》杂志的网站上。

他们的研究方法是模拟早期黑洞的成长过程。他们将一个大约十倍于太阳大小的黑洞分成数千个星团，并模拟了围绕黑洞的冷、密、不透明的连续气流。亚历山大说:“我们模拟的早期宇宙比真实宇宙小得多，但密度更大。”

正是因为气流又冷又密，它隐藏了落入黑洞的物质发出的大量高能辐射。此外，黑洞周围许多恒星产生的引力使得气流随机移动，这阻止了吸积盘的缓慢形成。这意味着来自四面八方的物质不需要被迫绕着它旋转，而是逐渐被吸进黑洞，而是直接落入黑洞。

研究人员认为，在研究模型中观察到的黑洞“超指数增长”表明，在大爆炸后仅10亿年，一个10倍于太阳大小的黑洞就能增长到100亿倍于太阳的质量。亚历山大说:“这个研究结果为大爆炸后超大质量黑洞的快速形成提供了合理的解释。”。

未来的研究方向是探索在今天的宇宙中是否存在黑洞的超膨胀增长。早期宇宙中的高密度和高质量气流可能存在于同样的高密度和不稳定的星团形成过程中，或者可能存在于现有超大质量黑洞周围的吸积盘中。

中科院国家天文台的刘继峰专家教授领着的精英团队拥有全新发现，她们发现了一个己知宇宙空间之中品质最大的恒星级別黑洞，该黑洞比太阳质量大70倍，被取名为LB-1。

己知宇宙空间品质最大黑洞

该黑洞吞噬了成千上万的东西，这种全是无法测算的。将会它在持续吞食周边物件的情况下取得成功将许多中小型黑洞都吞食进来，最后才拥有这一巨大的躯体。大伙儿针对黑洞有很多疑惑，例如黑洞有使用寿命吗，黑洞吞噬的东西去哪里了，很感兴趣的能够 再次去科学研究和掌握。

黑洞是指宇宙空间内存在的一种密度无限大，但体积无限小的天体。由于其无法直接观测，因此科学家们对很难对其进行研究。不过好在可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。近日，美国天文学家发现密集超大质量黑洞群。

据国外媒体报道，日前，天文学家利用美国太空总署的“钱德拉”X射线观测器，以及印度巨米波电波望远镜的观测数据，制作X射线图片。在该图片中天文学家发现人类宇宙观测史上最为密集的超大质量黑洞群。

若以地球的密度标准计算，该黑洞群的密度约相当于5000个地球分布于全月球表面。

据悉，发现结果上周已在德州美国天文学会会议上公布。在会议上，专家同时发表另一项星系群研究的结果，哈佛-史密森天体物理学中心研究员发现，两个距离地球约200亿光年的巨型星系群埃布尔3411和埃布尔3412，与相邻的超大质量黑洞相撞后，两个星系群的热气层互相穿透，当中粒子的能量之高为“宇宙罕见”。正因为如此，天文学家将此现象形容为“惊人的宇宙粒子加速器”。

宇宙中有许多天体，黑洞是其中最神秘的。因为它们不容易被直接观察到，所以科学家对黑洞知之甚少。只知道黑洞有很强的吞噬能力，可以吞噬一切，靠近它的物体，光和电磁场也不例外。银河系中有许多黑洞。我相信每个人都知道在我们银河系的中心有一个超大质量的黑洞，它属于星系级黑洞。

事实上，黑洞的质量也有大有小，恒星黑洞的质量与恒星相同，可以达到太阳质量的3到100倍。银河系中心的大质量黑洞属于星系级黑洞，质量可达太阳的431万倍。在银河系中，稳稳地坐在老板的位置上，其他黑洞几乎无法与他相比。

实际上在恒星级别有许多黑洞，那么在星系级别和恒星级别之间有多少个黑洞呢？也就是说，中等质量的黑洞。科学家们继续探索并认为中等质量的黑洞通常比太阳质量高100万到10万倍，但是目前，这样的黑洞很少被发现，因为它们非常罕见。银河层和恒星层之间的大多数黑洞应该出现在宇宙形成之初，但是没有办法把它们转化成巨大的黑洞，因为没有太多被吸收的物质。

其他一些科学家认为，许多恒星级黑洞也有可能在合并后形成，但这样的黑洞也很少，因为许多恒星级黑洞合并在一起需要很长时间。

日本天文学家以前曾在银河系中观察到一种恒星重力现象，这也可能表明一个黑洞将一颗恒星撕成碎片并产生一种耀斑现象。很有可能在这个地方藏着一个黑洞，科学家认为黑洞的质量是地球的30，000倍，是一个中等质量的黑洞。

新浪科技新闻，北京时间，3月5日据国外媒体报道，超大质量黑洞存在于所有大型星系的中心。这些黑洞是活跃的增生物质，所以它们被称为“活跃星系核(AGN)”。当物质落入黑洞时，它将形成一个圆盘状结构，释放明亮的光，甚至产生巨大的喷发和喷射。与直径几十万光年的星系相比，超大质量黑洞周围的吸积盘和尘埃结构将显得非常小，宽度只有几十光年。然而，最近的两项研究最终让我们对超大质量黑洞的成长和演化有了更深入的了解。

旋转“甜甜圈”

天文学家使用活动星系核的“统一模型”来描述黑洞周围的结构。人们相信这个结构和它的方向会影响我们观察到的东西，这就是为什么不是所有的活动星系核看起来都一样。该结构的一部分是一个由充满灰尘的物质组成的环形圈——围绕着黑洞的气体和灰尘，它根据黑洞的方向从观察角度阻挡了部分或全部结构。

目前，天文学家根据阿塔卡马大型毫米阵列望远镜(ALMA)观测到的高分辨率图像，首次发现了围绕超大质量黑洞的旋转尘埃环。他们的观察目标是螺旋星系M77的中心，它距离地球4700万光年，位于鲸鱼星座。通过ALMA望远镜，他们可以识别并发现星系中心黑洞周围的气体尘埃与氢氰酸分子(HCN)和甲酰分子(HCO+)的喷射相结合，并瞄准中心黑洞周围密集的“甜甜圈”结构。目前，最新的研究报告发表在最近出版的《天体物理学快报》上。

该研究报告的作者、日本国家天文台的伊玛尼希(Masatoshi Imanishi)说:“为了解释活动星系核的各种观测特征，天文学家们假设在活动超大质量黑洞周围存在一个像甜甜圈一样的尘埃气体旋转结构。然而，尘埃气体环结构在外观上非常小。基于ALMA望远镜的高分辨率图像，我们目前可以直接观察到该结构。”

甜甜圈结构位于一个700光年宽的丝状半环材料结构中。它的直径约为20光年，与巨大的M77星系相比，它只是一个非常小的空间区域。通过对ALMA望远镜的观察和分析，研究小组发现，甜甜圈结构中的物质出现了多普勒频移，有些物质远离地球，有些物质面向地球，这是一个明显的旋转迹象。

这一明显的迹象也带来了额外的复杂性。甜甜圈结构可以以预期的方式旋转，但它具有一定的不对称性，其中一些结构旋转并具有随机方向的特性。该小组认为，这可能是一个颠覆性的迹象，例如，银河系已经与另一个较小的星系合并。需要做更多的工作来确定星系及其活动星系核的历史。首次观测到的旋转环结构的最新研究是星系和超大质量黑洞研究中的一个重要环节。

能量生成

许多活跃的星系核沿着旋转轴喷射出物质流。科学家们对释放物质流的机制和喷射流的构成知之甚少。然而，基于这种与喷流相关的磁场测量的最新模型显示，当物质被喷入太空时，黑洞可能会失去旋转动能。

该模型是由莫斯科物理科学技术研究所基金会和宇宙相对天体应用研究实验室的天体物理学家开发的。结果表明，极强喷流的能量与黑洞本身的旋转密切相关，并为天文学家提供了可测量的特征来检验理论观点。最新的研究报告发表在2017年12月22日的《天文学和空间科学前沿》杂志上。

科学家认为黑洞可以旋转，就像恒星和行星一样。当物质从吸积盘流入黑洞时，黑洞吸收角动量并旋转得更快。这种效应可以在被类似吸积盘包围的年轻恒星上观察到。然而，新生恒星的旋转速度太慢。因为它们吸收一定的角动量，角动量可以驱动恒星的喷射，同样的过程也存在于黑洞周围。

但是为了证明这一点，天文学家需要测量黑洞失去了多少旋转能量，但是这非常困难。同样，测量吸积盘材料的“磁通量”水平可以评估旋转能量的损失，但也很难测量。目前，这个最新的模型和其他最近更先进的黑洞喷流模型提出了一个“代理”:测量喷流磁场，然后将其与驱动喷流所需的旋转动能结合起来。

喷流磁场可以测量，因为磁通量是守恒的。通过测量喷流水平，我们还可以探测到黑洞附近的磁通量。目前，这项研究使天文学家能够将磁喷流与黑洞的自旋损失联系起来，并通过实验验证我们对黑洞及其周围环形结构和喷流的理解是否正确，或者我们还需要进一步的改进。

2017年4月，事件地平线望远镜花了一周半的时间收集关于银河系超大质量黑洞和椭圆星系M87超大质量黑洞的数据。很快我们不仅可以拍下超大质量黑洞周围环状结构的第一张照片，还可以观察黑洞视界的边缘。作为一名天体物理学家，这将是一个激动人心的时刻。

美国卡内基科学研究所的科学家发现了历史上最遥远的超大质量黑洞，其质量是太阳的8亿倍。这与今天在宇宙中发现的黑洞非常不同。以前发现的黑洞质量很少超过太阳质量几十倍。

麻省理工学院的物理学教授罗伯特·辛科说:“这是一个超大质量的黑洞，但是宇宙太年轻了，不应该存在。宇宙不足以创造出如此巨大的黑洞，这很令人费解。”

美国宇航局表示，科学家们推测，一定有特殊的条件允许黑洞快速成长，但究竟是什么仍然是个谜。

据外国媒体报道，科学家在一个大约5.3亿年前的化石上发现了最古老的眼睛痕迹。这块化石属于一种已经灭绝的三叶虫，它古老的眼睛形状在今天的许多动物身上都能看到。

这种三叶虫化石发现于爱沙尼亚北部的吕克蒂组，可以追溯到寒武纪。化石右眼的一部分不见了，这使得科学家能够清楚地观察到它的内部结构。研究人员发现，这种古老的三叶虫有一个原始的复眼，类似于螃蟹、蜜蜂和其他动物的复眼。复眼由一系列称为“小眼睛”的微小视觉器官组成。小眼不是一个完整的单眼，而是一个结构比单眼简单的器官。

研究人员分析了复眼的结构和功能，并将其与活体动物的复眼进行了比较。他们发现三叶虫的复眼没有晶状体，这可能是由于缺少原始物种形成晶状体结构的部分外壳。此外，与今天的许多动物相比，三叶虫的视力要差得多，但它仍然能区分路上的捕食者和障碍物。

“这是一个独特的化石，向我们展示了亿万年前的早期动物是如何看待他们周围的世界的。”爱丁堡大学地球科学学院的尤安·克拉克森教授说，“更不可思议的是，它还揭示了复眼的结构和功能在5亿年来几乎没有改变。”一些科学家认为，大约在5.4亿年前出现的三叶虫是进化出真正眼睛的第一批动物。其他人认为眼睛的出现是寒武纪生命大爆发的主要原因。

科学家发现银河中心存在黑洞的最佳证据

欧洲科学家宣布，他们发现了证明银河系中心存在巨型黑洞的最佳证据。

据报道，该科研小组带头人、德国马普外太空物理研究学院的莱因哈德·根策尔博士说：“这使黑洞研究前进了一大步！”在过去 20 年中，科学家们一直在观测银河系中心一些星体的活动情况，尤其对一颗名为 S2 的星星的运行轨道进行了跟踪研究，最终得出结论：S2 附近确实存在一个巨型黑洞。

根策尔介绍说：“S2 是惟一一颗距离黑洞很近、并且我们能够仔细观察的星星。”根据 S2 的运行轨迹，根策尔得出结论：除了 S2 的周围有黑洞存在，再也没有解释其运行情况的其他可能性了。S2 是太阳质量的 7 倍，为了避免被黑洞“吞噬”，它必须以很高的速度运行—每小时 1.8 亿公里。它按照自己的轨道“旅行”一圈，需要 15 年的时间。

根策尔小组认为，这个黑洞位于银河系的中心，质量比 100 万个太阳加起来还要大，根策尔还得出结论：“每一个大的星系都拥有一个大型的黑洞，这是宇宙中已知的最大能量所在。它们的‘生日’也许都在同一时期。”许多天文学家认为，根策尔小组提供的黑洞存在证据，是迄今为止最有力的。

美科学家发现星光初次照亮宇宙的证据

美国一天文学家小组表示，他们发现了星光初次照亮宇宙的证据。另一科学小组报告说，他们探索到了恒星和星系发光前的宇宙“黑暗时期（darkages）”。

科学家相信，宇宙起源于大约 130—140 亿年前的一次大爆炸（theBigBang）。根据斯隆数字天空调查项目的研究结果，宇宙在形成后便进入黑暗时期， 9 亿年后，黑暗时期结束。

这两个研究小组的发现源于科学家针对宇宙中“雾”或薄雾的观察。薄雾在被最初形成的恒星、星际和其他天体结构发出的光“驱散”前，也就是黑暗时期间，早已渗透于宇宙中。

加州大学物理学教授罗伯特·贝克说，重力在漫长时间后才开始起作用，将气体物质聚集起来形成恒星和星系。他领导的小组通过研究离地球 145 亿光年的类星体，发现了宇宙黑暗时期。这个类星体是今年 4 月被斯隆数字天空调查项目观测到的。

加州工学院的天文学家小组在德久古夫斯基的领导下，发现了“宇宙复兴”或宇宙转变的证据。随着首批星际和类星体的出现，宇宙转变得以开始。研究小组成员珊德·卡斯特罗说，在宇宙转变前，整个宇宙似乎散漫着黑暗且不透明的薄雾，研究发现正在形成的恒星和星际发出的亮光燃烧和划破了薄雾。

宇宙看起来寒冷、黑暗、空虚，但天文学家揭示，星际空间实际上被一层油腻腻的分子所覆盖。

这项研究通过在实验室环境中复制太空中产生的碳基化合物，为我们提供了对银河系中“太空油脂”数量的最准确估计。澳大利亚和土耳其的科学家发现，它们远远超过预期:100亿吨，即40亿包黄油。

悉尼新南威尔士大学的化学家蒂姆·施密特教授是这项研究的合著者，他说未来的宇宙飞船估计挡风玻璃会一直被油覆盖。

"它会遇到星际尘埃，部分是油脂，部分是灰烬，部分是沙状硅酸盐。"他说，并补充说太阳风已经清除了太阳系中的油脂。

这些结果让科学家们更接近星际空间碳的真实总量，从而促进我们对恒星、行星甚至有意义生命诞生的理解。

到目前为止，恒星之间漂移的碳元素总量仍不确定。据估计，其中约有一半以元素形式存在于太空中。其余存在于各种化合物中，并以氢化物的形式与气态的油(称为脂肪碳)或萘(樟脑球的主要化学成分)结合。

为了解决这个问题，施密特和他的同事在实验室里重现了碳单质天体中的碳元素流失到太空中形成油脂碳的过程。他们使用吸收光谱来确定被石油吸收的光子的强度。

“这样，我们就可以比较来自世界各地恒星的光线，从光谱中找到与实验室相似的缺失波段，然后我们就可以分析我们和恒星之间有多少油滴。”他说。

他们发现每百万个氢原子中大约有100个油脂碳原子，占银河系已知碳量的四分之一到二分之一。

施密特指出:“这种太空黄油不是你想涂在烤面包上的。它们很脏，可能有毒，只能在太空环境和我们的实验室中形成。”

该小组现在计划确定星际介质中樟脑样碳的丰度，这将涉及更多的实验。通过准确分析灰尘中每种碳的含量，他们将知道有多少碳被用来塑造生命。“这是理解碳的伟大生命周期的一部分，”施密特说。“它由恒星组成，通过星际介质整合到新的行星系统中，最后转化成构成生命的物质。这是宇宙历史上伟大篇章的一部分，也是最重要的故事片段之一。”

开放大学天文学高级讲师海伦·弗雷泽说:“在天文学中，星际尘埃的形成、演化和坍缩仍然是这门学科的主要问题。”

弗雷泽说，研究表明，太空中有比以前想象的更多的“油脂样”分子。“这个结果可能很重要，因为这些尘埃颗粒粘在一起形成了行星，甚至为原始行星的表面和生命的起源提供了必要的碳成分。”