科技日報記者 劉霞

美國賓夕法尼亞州立大學(xué)科學(xué)家借助美國國家航空航天局（NASA）錢德拉X射線望遠(yuǎn)鏡，找到了超大質(zhì)量黑洞的生長速度比過去慢很多的答案——它們無法像遠(yuǎn)古時期那樣快速吞噬物質(zhì)。相關(guān)研究論文發(fā)表于最新一期《天體物理學(xué)雜志》。

100億年前，宇宙處于天文學(xué)家所說的“宇宙正午”時期，那時超大質(zhì)量黑洞（質(zhì)量是太陽數(shù)百萬到數(shù)十億倍的黑洞）的生長速度達(dá)到巔峰。自那以后，它們的生長速度卻大幅放緩。

當(dāng)氣體被吸入超大質(zhì)量黑洞時，會升溫并釋放大量輻射，其中包括X射線。幾十年來，錢德拉等X射線望遠(yuǎn)鏡通過觀測不同宇宙時期的黑洞，發(fā)現(xiàn)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。團(tuán)隊此次分析了錢德拉望遠(yuǎn)鏡、歐洲空間局XMM-牛頓衛(wèi)星以及軟X射線望遠(yuǎn)鏡eROSITA的數(shù)據(jù)，囊括約130萬個星系和8000個正在生長的超大質(zhì)量黑洞，最終找到了黑洞生長過程“減速”的緣由。

團(tuán)隊認(rèn)為，隨著宇宙逐漸變“老”，黑洞吞噬物質(zhì)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(zhì)量，并統(tǒng)計了哪些星系中存在X射線源，這些星系正是超大質(zhì)量黑洞活躍生長的地方。他們采用了多種觀測方式，XMM-牛頓望遠(yuǎn)鏡和eROSITA負(fù)責(zé)中層和底層，觀測范圍廣但深度較淺；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(yuǎn)的黑洞。

結(jié)合這些望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，團(tuán)隊比以往更清晰地了解黑洞的生長過程，從而厘清為何在百億年間，超大質(zhì)量黑洞的生長從“急速”轉(zhuǎn)向“悠閑”，最終進(jìn)入“停止”狀態(tài)。

通過對數(shù)十億年宇宙歷史的分析，他們得出結(jié)論：黑洞在大爆炸后出現(xiàn)得越晚，吞噬物質(zhì)的速度就越慢，而且這種緩慢的態(tài)勢還將持續(xù)下去。