宇宙如何充滿光

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大爆炸之後不久,宇宙就完全變黑瞭。創造宇宙的這個強烈事件攪動大量炙熱、濃厚的氣體,以至於光線完全被困住瞭。更久之後,也許是十億年之後,宇宙膨脹,變得更加透明,最終充滿瞭星系、行星、恒星以及其他發出可見光的天體。這就是我們今天所知的宇宙。

宇宙如何從黑暗年代變為更為清晰充滿光的狀態仍然是個謎。

在一項新研究中,愛荷華大學的研究者提出瞭一個理論。他們認為位於星系中心的黑洞極其猛烈地拋射出物質,以至於噴射出的材料刺穿瞭周圍的霧霾,使得光線能夠逸出。研究者經過觀測一個紫外線逃逸而出的鄰近星系得出瞭這個理論。

物理和天文系教授、論文通訊作者 Philip Kaaret 說道:" 這些觀測表明極其明亮的 X 射線源的存在可能加積瞭黑洞。有可能黑洞創造的風幫助恒星的電離輻射逃逸。由此,黑洞可能幫助使宇宙變得更為透明。"

Kaaret 和他的團隊重點研究瞭 Tol 1247-232 星系,這個星系距地 6 億光年,是僅有的三個發現紫外線從中逃逸而出的星系之一。2016 年 5 月,研究者利用 Chandra 地球軌道望遠鏡,發現在 Tol 1247-232 的一個活躍的恒星形成區域,存在一個亮度明暗變化的單 X 射線源。

該團隊確定那是不同於恒星的天體。

Kaaret 說道:" 恒星的亮度不會變化。我們的太陽就是個例子。要改變亮度,就必須是個較小的天體,這就將其限制為一個黑洞。"

但一個引力強勁吸入萬物的黑洞怎麼會噴射出物質呢?

沒人確切地知道。畢竟黑洞實在難以研究,部分是因為其巨大的引力使得光線都無法逃逸,另外也是由於它們都位於星系深處。不過最近,天文學傢們提出瞭一種解釋:散逸物質的噴流正接近黑洞加速的轉動能。

想象一個場景,花樣滑冰運動員伸開手臂轉圈。隨著運動員逐漸將手臂收回身體,她就會轉的越來越快。黑洞差不多也是如此:隨著引力將物質吸引回黑洞,黑洞也會像這樣轉得更快。隨著黑洞引力增大,速度也產生能量。

Kaaret 說道:" 隨著物質落入黑洞,黑洞開始旋轉,快速的旋轉將某部分物質推出。他們產生強烈的風暴,可能為紫外線打開瞭逃離路線。這可能是早期星系所發生的。"

Kaaret 計算進一步研究 Tol 1247-232,並發現其他泄漏紫外線的鄰近星系,幫助證實這一理論。

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