两个团队利用 NASA 的詹姆斯·韦伯太空望远镜深入观察空间和时间，研究了异常明亮的星系 GN-z11，该星系在我们 138 亿年前的宇宙只有约 4.3 亿年前就已存在。
这个星系最初 是由宇航局的哈勃太空望远镜发现的，它是迄今为止观察到的最年轻、最遥远的星系之一，它是如此明亮，以至于科学家们很难理解其中的原因。现在，GN-z11 正在放弃一些秘密。
迄今为止发现的最遥远的黑洞
与韦伯一起研究 GN-z11 的团队发现了第一个明确的证据，表明该星系的中央存在一个正在快速吸积物质的超大质量黑洞。他们的发现使其成为迄今为止发现的最远的活跃超大质量黑洞。
英国剑桥大学卡文迪什实验室和卡夫利宇宙学研究所的首席研究员罗伯托·麦奥利诺解释说：“我们发现了在吸积气体的超大质量黑洞附近常见的密度极高的气体。” “这是第一个明确的迹象，表明 GN-z11 拥有一个正在吞噬物质的黑洞。”
利用韦伯，研究小组还发现了通常在吸积超大质量黑洞附近观察到的电离化学元素的迹象。此外，他们还发现银河系排出了一股非常强大的风。这种高速风通常是由与超大质量黑洞剧烈吸积相关的过程驱动的。
“韦伯的 NIRCam(近红外相机)揭示了一个追踪宿主星系的扩展组件，以及一个中心紧凑源，其颜色与黑洞周围吸积盘的颜色一致，”研究员汉娜·乌伯勒(Hannah Übler)说，她也是该研究中心 的研究员。卡文迪什实验室和卡维利研究所。
总之，这些证据表明 GN-z11 拥有一个 200 万太阳质量的超大质量黑洞，处于一个非常活跃的物质消耗阶段，这就是它如此发光的原因。
GN-z11 光环中的原始气体团引起了研究人员的兴趣
同样由 Maiolino 领导的第二个团队使用韦伯的 NIRSpec(近红外光谱仪)在 GN-z11 周围的光环中发现了氦气团。
“事实上，除了氦气之外，我们没有看到任何其他东西，这表明这个团块一定是相当原始的，”麦奥利诺说。“这是理论和模拟所预期的，在这些时代的特别巨大的星系附近，应该有少量的原始气体残留在晕中，这些气体可能会坍缩并形成第三族星团。”
寻找前所未见的第三族恒星——几乎完全由氢和氦形成的第一代恒星——是现代天体物理学最重要的目标之一。这些恒星预计质量非常大、非常明亮并且非常热。它们的预期特征是存在电离氦并且不存在比氦重的化学元素。
第一批恒星和星系的形成标志着宇宙历史的根本转变，在此期间，宇宙从黑暗且相对简单的状态演变成我们今天看到的高度结构化和复杂的环境。
在未来的韦伯观测中，Maiolino、 Übler 和他们的团队将更 深入地探索 GN-z11，他们希望加强其光环中可能形成的第三族恒星的证据。
关于GN-z11光环中原始气体团块的研究 已 被《天文学与天体物理学》杂志接受发表 。GN-z11 黑洞的研究结果 于 2024 年 1 月 17 日发表在 《自然》杂志上 。这些数据是作为 JWST 高级深河外巡天 ( JADES ) 的一部分获得的，该项目是 NIRCam 和 NIRSpec 团队的联合项目。
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