清大偕國際研究團隊 驚現超遠方宇宙百個超大黑洞

清華大學天文所副教授後藤友嗣和日本東京大學、愛媛大學、美國普林斯頓大學共同研究合作,在距離地球大約130億光年的超遠方宇宙,發現了100個質量比太陽大上100萬倍的「超大質量黑洞」(Supermassive Black Holes),該研究同時也推翻了大霹靂後宇宙初期曾發生的「再電離」是由黑洞造成的假設。

由台、日、美、德、西班牙等國的46名學者所組成的國際研究團隊,於上週在東京大學發表了該項突破性天文發現。據悉,天文學界估計宇宙的年齡約為138億年,這項耗時3年的觀測也發現,宇宙形成的非常初期,也就是約130億年前,已經出現了許多超大質量的黑洞。

後藤友嗣表示,宇宙大霹靂後的30萬年間,是一個沒有恆星、沒有星系的黑暗時代;後來發生了「再電離」,充滿宇宙的中性氫原子產生相變,讓宇宙變得透明,這是宇宙歷史上很重要的事件。然而,是什麼原因促成「再電離」?學界迄今仍未有定論。過去認為最可能的是超大黑洞所造成,因此全世界許多天文研究團隊都極力找尋這些質量為太陽的100萬到100億倍的超大質量黑洞。

而尋找這些超大黑洞的有效方法,就是觀測黑洞吞噬周圍物質過程中發出明亮光芒的「類星體」(Quasar)。研究團隊以日本國立天文台在夏威夷的「SUBARU望遠鏡」及西班牙「加那利」、智利「雙子星」等3個大口徑望遠鏡,搭配上最先進的超廣角相機HSC,大幅提昇觀測靈敏度,進而觀測出過去未能發現,或僅發出弱光的「類星體」。雖然每夜的觀測費用高達3百萬台幣,團隊累計共進行了3百個夜的密集觀測,合計發現了83個新超大黑洞,並重新確認了17個過去有光譜紀錄的超大黑洞。

經由所發現黑洞分布的密度,團隊同時證實了1百個黑洞產生的輻射能量不足以致使宇宙再電離,起碼要1千個黑洞才有此可能,推翻了黑洞造成宇宙「再電離」的假設。未來學界還將進一步研究宇宙初期出現的大量星系,是否為「再電離」成因。【記者  鄒弘整理報導】

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