超出科学家的理解，黑洞为什么会变得这么大？
耶鲁大学的理论天体物理学家Priyamvad Natarajan表示，这些古老的巨人中有一两个可以被认为是怪物。但到目前为止，天文学家已经发现了超过100个超大质量黑洞，这些黑洞在宇宙诞生之前就已经存在了9.5亿年。“他们人太多了，现在不可能是怪胎。”“对于这些事情是如何发生的，你必须有一个自然的解释，”她说。
通常的假设是，这些黑洞要么在诞生时大得出乎意料，要么成长得非常快。但最近的发现甚至挑战了这些理论，并可能迫使天文学家重新思考这些黑洞是如何增长的。
在现代宇宙中，黑洞通常是由大质量恒星形成的，它们在自身重力的作用下，在生命结束时坍缩。它们通常从小于100太阳质量开始，通过与另一个黑洞合并或从环境中吸收气体而增长。
这些气体通常被组织成一个圆盘，螺旋进入黑洞。摩擦将圆盘加热到白热化的温度，并在数十亿年内产生明亮的光。这些吞噬气体的黑洞被称为类星体。类星体吞噬得越快，它的圆盘就变得越亮。
然而，气体的发光也限制了黑洞的增长:明亮的圆盘光子赶走了新鲜物质。这为给定质量黑洞的增长率设定了一个物理极限。天文学家用一个叫做性丁顿极限的术语来描述黑洞吞噬的速率，来衡量黑洞的实际亮度，如果它吞噬得更快，它会有多亮。
然而，气体的发光也限制了黑洞的增长:明亮的圆盘光子赶走了新鲜物质。这为给定质量黑洞的增长率设定了一个物理极限。天文学家用一个叫做性丁顿极限的术语来描述黑洞吞噬的速率，来衡量黑洞的实际亮度，如果它吞噬得更快，它会有多亮。
超出科学家的理解，黑洞为什么会变得这么大？
挑食的人。
天文学家只测量了早期宇宙中大约20个超大质量黑洞的爱丁顿极限。大多数似乎正在以今天宇宙中类星体十分之一的速度吞噬它们的极限。这些猛烈的吞噬速度似乎仍然与超大质量黑洞相矛盾:一个100倍太阳质量的黑洞在这个极限下应该需要8亿年才能积累到100亿太阳质量，即使考虑到它在成长过程中更快的吞噬速度。这8亿年不包括黑洞最初形成的时间。
但韩国首尔国立大学的物理学家Myungshin Im和他的同事们担心，以前的观察遗漏了一些挑食者，因为快食者更聪明，更容易被发现。如果一些早期的大质量黑洞是懒惰的掠食者，它们的超大将变得更加令人困惑——一些关于它们如何成长的理论可能会被排除。
因此，在智利拉斯坎帕纳斯天文台2015年9月进行的一项调查中，该团队特意寻找黑暗遥远的类星体。
研究人员发现，IMSJ 204+0112是一个质量为100亿太阳的黑洞，以十分之一的速度限制进食，自大约9.4亿年前宇宙诞生以来一直如此。但该团队在2月9日表示，在宇宙达到80亿岁之前，黑洞不会完全成熟。
超出科学家的理解，黑洞为什么会变得这么大？
“我们首次证明了早期宇宙中具有低爱丁顿极限的类星体的存在，”Imm说。
IMSJ 204+0112是迄今为止发现的最慢的类星体，但不是唯一的。去年6月，165438+10月，德国马克斯·普朗克天文研究所的物理学家Chiara Mazzucchelli和他的同事在《天体物理学杂志》上发表了一份报告，称11个巨大的超大质量黑洞存在时，宇宙的年龄不到8岁。
该团队表示，这些类星体的平均质量约为654.38+0.62亿太阳质量，但它们的吞噬速度被限制在40%左右。奇怪的是，恒星星云中最大的黑洞HSC J1205-0000的进食率最低:其质量为47亿太阳质量，但只消耗了其极限的6%。
在早期宇宙中发现超大质量黑洞会很奇怪，但这些挑剔的黑洞更难解释。
天文学家希望在更早的时间观察黑洞，有助于找到可能成长为巨大黑洞的“种子”黑洞。如果一些黑洞从一开始就很大，质量在1，000到1，000个太阳之间，它们可能会变得更大，要么相互融合，要么达到爱丁顿极限。