天文学家发现一个宇宙中最大的物体-质量为太阳3000亿倍的黑洞

在这张哈勃太空望远镜拍摄的照片中，三个星系发生了碰撞。三个星系之间的合并，每个星系都包含一个超大质量黑洞，可能是创造罕见的“超大质量黑洞”的原因，超大质量黑洞是宇宙中最大的物体。

(图片来源:ESA / NASA)

超大质量黑洞是宇宙中最大、最难以捉摸的物体之一，人们只是偶尔在大质量星系团的中心瞥见它。

这些黑洞庞然大物的质量超过了100亿个太阳的质量，甚至比银河系等星系中心发现的超大质量黑洞还要可怕得多，它们巨大的体积长期以来一直困扰着天文学家。

现在，研究人员正在研究一个罕见的星系合并，其中心有三个超大质量黑洞，他们可能最终发现了这些宇宙怪物的起源。

利用一种名为ASTRID的高分辨率宇宙学模拟，该团队模拟了大约110亿年前宇宙出现时的演化过程。在模拟中，研究小组见证了三个星系合并后一个超大质量黑洞的诞生。

每个星系都有自己的类星体，这是一个超大质量黑洞，以气体为食，并为大规模辐射爆发提供能量，其亮度超过其主星系中所有恒星的总和。

当这三个类星体相遇时，它们形成了一个更大质量的黑洞，同时引发了疯狂的进食，使合并后的物体达到了超大质量的状态。

我们发现了一个非常罕见的系统，在宇宙正午时期包含一个类星体三联体，大约110亿年前，当时星系和超大质量黑洞达到了它们的峰值活。

该系统由三个明亮的类星体组成，由超大质量黑洞提供动力，每个类星体都位于质量约为银河系10倍的大质量星系中。

三个中心有超大质量黑洞的星系合并成一个中心有超大质量黑洞的星系。(图片来源:天体物理学杂志快报)

该团队的模拟显示，这三个类星体可能在1.5亿年的时间里合并，形成了整个模拟中最大的黑洞，其质量超过太阳的3000亿倍，或者超过银河系中每一颗恒星的总和。

这表明，这些超大质量黑洞可能是通过多个超大质量黑洞的极端合并事件形成的。

三类星体系统的罕见可能解释了为什么实际宇宙中的超大质量黑洞是如此难以捉摸。

虽然一般来说，我们预计更大质量的系统会拥有更大质量的黑洞，但超大质量黑洞是难以捉摸的，因为黑洞的增长是一个相当自我调节的过程。

在一个孤立的系统/星系中，当黑洞变得足够大时，它会对周围环境产生强烈的反馈，并限制自己进一步的快速增长。

换句话说，天文学家预计，一个质量甚至在光谱的低端(大约是太阳的100亿倍)的超大质量黑洞的形成只会发生在非常罕见和极端的情况下。在这种情况下，这表现为三个巨大星系的反复合并。

作为后续工作，该团队打算在ASTRID模拟中对多类星体系统进行统计分析，以研究它们的宿主星系的性质，进行模拟观测，并追踪超大质量黑洞和宿主星系在模拟过程中的演化过程。