在这里以西班牙语阅读这篇新闻稿。银河中心的黑洞是如何形成和随时间增长的？为了回答这个问题，科学家们需要检测和研究存在于宇宙历史早期的遥远超大黑洞。新的研究表明，NASA的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜计划于2026年8月30日发射，将能够探测到存在于多达110亿年前的这些遥远的古老黑洞。黑洞最好的研究方法是寻找其吸积盘发出的光——在被吞噬之前环绕其周围的物质。由于吸积较少，较轻的超大黑洞很难观察。但偶尔它们会撕裂并吞噬一整颗恒星，变得明亮到超越其宿主星系——这被称为潮汐干扰事件（TDE）。通过表征这一早期超大黑洞的群体及其演变和增长，罗曼将为这些巨兽的最终起源提供线索。约翰霍普金斯大学的首席作者米切尔·卡门说：“罗曼太空望远镜将彻底改变瞬态科学。”卡门是一名研究生和国家科学基金会研究生研究奖学金获得者。“多亏了罗曼的高灵敏度，我们可以在比以往更遥远的距离和更早的宇宙时代找到多个潮汐干扰事件。”这项研究的论文于周二在《天体物理学杂志》上发表。罗曼的高纬度时间域调查是三个核心社区调查之一，特别适合寻找和研究早期宇宙中的潮汐干扰事件。该调查将覆盖约18平方度的天空，面积相当于90个月亮，且以规律的频率进行。通过反复访问相同区域，天文学家可以发现大量瞬态事件，如潮汐干扰事件。潮汐干扰事件是轻型超大黑洞特有的现象。重量超过10亿太阳质量的重型黑洞将完整吞噬过来的恒星。但是，大约在10万到1亿太阳质量之间的轻型黑洞可以在吞噬恒星之前撕裂它，在几周内亮度增强，之后逐渐减弱。潮汐干扰事件的发生率随宇宙时间变化而波动。以前的研究预测，随着距离的增加，潮汐干扰事件的发生率将降低，因为大多数年轻黑洞太轻，无法产生潮汐干扰事件。然而，这项新研究考虑了随时间演变的诸多因素，如星系（因此也是黑洞）合并的频率、每个星系核心内的恒星数量以及它们的密集程度。卡门和他的同事模拟了这些和其他效应，以预测罗曼和其他观测台（如地面国家科学基金会-能源部维拉·C·鲁宾天文台和NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜）可以观察到的潮汐干扰事件的数量。团队预测，天文学家将在罗曼探索更远的距离和更早的时代时，看到潮汐干扰事件的发生率增加，直到“大约宇宙正午”，即约110至120亿年前，恒星形成在整个宇宙中达到峰值，然后再次下降。罗曼将观察近红外波长的光。来自遥远潮汐干扰事件的光在宇宙膨胀的过程中被拉伸到更长的波长，这种现象被称为宇宙红移。因此，罗曼天生优化了探测光从80亿到110亿年才到达我们的潮汐干扰事件。鲁宾天文台也将扫描大面积天空，捕获许多新的潮汐干扰事件。然而，它将观测可见光，这使得它只能观测到比罗曼更近的潮汐干扰事件。卡门团队的研究发现，鲁宾每年将探测到数千到数万的潮汐干扰事件。尽管预计罗曼每年会找到多达100个潮汐干扰事件，但这些黑洞将更遥远，处于对于区分黑洞起源场景至关重要的宇宙历史领域。“仅通过计算潮汐干扰事件随红移的数量，就可以对百万太阳质量黑洞群体施加有意义的约束。”共同作者、马里兰大学天文学副教授苏维·格扎里表示。“罗曼将在探测更远的潮汐干扰事件方面具有变革性，因此你可以观察潮汐干扰事件的发生率如何随时间演变。”天文学家们已经观察到在宇宙历史早期的确实巨型黑洞——如此之早，以至于理论对于它们如何如此快速变得如此庞大而苦苦挣扎。它们必须首先起步较小并随着时间增长，但究竟小多少？一种被称为“光种子”的理论认为，黑洞是在大质量恒星的死亡中产生的。这种黑洞可能重达我们太阳的几百倍。这些黑洞随后会随着时间的推移而合并，并吞噬……