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宇宙近紅外背景輻射超出或源于*代黑洞

2013-7-16 

中科院國家天文臺岳斌、徐怡冬、陳學雷等研究人員與意大利比薩高等師范學校(SNS) Andrea Ferrara教授,以及意大利國家天體物理研究所(INAF/IASF-MI)的Ruben Salvaterra博士在近日的一項合作研究中提出:宇宙近紅外背景輻射(NIRB)的超出可能來源于宇宙中的*代黑洞。這類黑洞通過直接坍縮的機制形成,是約為100萬倍太陽質(zhì)量的中等質(zhì)量黑洞。該工作的論文已在MNRAS上發(fā)表,并得到了Science的主編推薦。比薩高師和INAF的網(wǎng)頁上都對此進行了報道。

 
在紅移約10至30之間的時候,中等質(zhì)量的黑洞可以通過一種被稱為“直接坍縮”的機制在未形成恒星的暗物質(zhì)暈中產(chǎn)生。該工作指出,直接坍縮過程形成的黑洞,其電離輻射(少量高能X射線光子除外)被周圍的物質(zhì)大量吸收,但這些被吸收的能量zui終將以較低能量的光子形式逃逸,經(jīng)紅移到今天成為近紅外背景輻射的一部分。
 
近年來,觀測到的近紅外背景的漲落功率譜與理論預言相比有明顯的超出,如何解釋這一超出一直困擾著天文學家。此前,人們曾認為這些超出來自*代恒星,但模型計算表明,*代恒星和高紅移星系的貢獻比觀測值低一到二個數(shù)量級。*代黑洞模型可以給出與觀測相符的近紅外背景漲落功率譜,同時該工作還自然地預言近紅外背景輻射應該與宇宙X射線背景輻射相關。zui近Cappelluti等人確實觀測到了近紅外輻射與X-射線背景之間相關,證實了這一理論預言。


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