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原作：Michelle Starr
翻译：练唯予
美编：陈玮菁
后台：李子琦
原文链接：https://www.sciencealert.com/the-hungriest-black-hole-ever-found-eats-a-whole-sun-every-day
NASA对超大质量黑洞绘制的可视化图像。（图源：NASA戈达德太空飞行中心概念图像实验室）
如果你觉得你是一个吃货，那你的胃口一定比不上这个新发现的超大质量黑洞。这个在类星体星系J0529-4351中心的黑洞每日都在狂吞一个太阳差不多体量的气体和尘埃，黑洞的质量已经是太阳的170亿倍左右。
由克里斯蒂安·沃尔夫带领的来自澳大利亚国立大学的团队表明，这是我们迄今发现最能吃的黑洞，它生长的速度极快，几乎已经达到了黑洞所能积累物质的最大极限。它是了解超大质量黑洞如何在极端尺度下生长和演化的一个迷人实验室。此外，它还真是令人惊叹。
超大质量黑洞是一个令人难以置信的命题。这些黑洞的质量是太阳数百万到数十亿倍。通常可以在星系中心找到这些巨大的引力团，整个星系都围绕它们旋转。
但科学家们并不知道它们是如何变成这样的。更小的黑洞，也就是质量相当于几十个太阳质量的黑洞是由大质量恒星死亡时核心直接塌缩形成的，它们可以通过与其他恒星质量黑洞的碰撞而成长。但超大质量黑洞太大，以至于这种形成方式尤其无法在早期宇宙发挥作用。
确实有其它描述形成方式的理论，但帮助我们更好了解这些超大质量黑洞如何变得如此巨大的一个方法是寻找那些正在生长的超大质量黑洞，并研究它们。这就是类星体（如J0529-4351）出现的地方。这些星系的中心有正在贪婪进食的黑洞。
黑洞位于一个巨大的、翻腾的、旋转的物质团的中心，这些物质团围绕着黑洞旋转，像排水沟里的水一样潺潺流入黑洞。强烈的摩擦和引力导致这些物质的温度高达几十亿或几兆度，在空间中发出横跨整个光谱的明亮光芒。天文学家可以研究这些光，将其分离从而找到其中黑洞的性质。
暗能量巡天中看到的类星体J0529-4351，被一颗前景红矮星蹭了镜头。（图源：沃尔夫等，Nature Astronomy，2024）
但黑洞吞噬物质的速度可以为它的巨大质量提供线索，沃尔夫及其团队计算出这个黑洞正在以约370倍太阳质量每年的速度在生长，相当于每天吞噬差不多一个太阳的质量。
一个黑洞可以短暂地经历超艾丁顿极限的物质积聚，但是在这些速率下，被积聚的物质开始发热，以至于辐射压力会将黑洞周围的物质推开，直到超出引力范围。
这就表明，为J0529-4351提供动力的黑洞正在以其最快速度生长。事实上很多类星体星系中都有接近于爱丁顿吸积极限的黑洞，但J0529-4351却是其中最亮眼的。它是我们迄今为止探测过的最明亮、最贪吃的超大质量黑洞。
研究者写道，从亮度和生长速度来说，J0529-4351是目前已知最极端的类星体。
J0529-4351还有很多我们未知的地方，比如它快速吸积质量的机制；通过智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列进行的进一步观测可以揭露气体是如何在星系内活动的，以及星系是如何旋转的。这个团队同时希望能找到另外潜伏在遥远时空中的极端类星体。虽然这些极端天体的例子少之又少，但沃尔夫和他的同事都相信，在广阔而奇妙的宇宙中还有更多天体等待被发现。
该研究发表在在Nature Astronomy上。
责任编辑：陈玮菁
牧夫新媒体编辑部
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