XEUS要找最古老的黑洞

【美国大学每日科学新闻网站4月6日文章】题：先有黑洞还是先有星系
是先有鸡还是先有蛋？或者，对宇宙来说是先有大型黑洞还是先有星系？
通过研究宇宙早期的黑洞来回答这个问题，需要非常灵敏的X射线望远镜——其敏感性甚至要超过欧洲航天局1999年开始运行的XM M牛顿望远镜。
尽管目前XM M牛顿望远镜收集X射线的能力无与伦比，但是它还不足以识别大多数遥远X射线的辐射源。
为了提高观测能力，欧洲航天局和欧洲、日本以及美国的工业界、大学和研究所开展合作，已开始思考一项革命性的新计划———XEUS,即X射线演变宇宙光谱学。XEUS的目的是寻找第一批出现的天体。
这项计划与国际空间站有关。参与国际空间站的建设使欧洲的研究人员能够利用这个空间站从事科学研究，一些著名的欧洲宇航专家已建议欧洲航天局建立一个与国际空间站相关的大型X射线天文设备。
目前天文学中的一个热点问题，是第一个星系是何时以及怎样形成的。很多天文学家认为，大多数星系的中心存在大型黑洞。这些黑洞的存在，也许导致了恒星的形成，从而为智能生命的产生创造了条件。
黑洞无法直接观测，但是物质落入黑洞时会产生X射线。研究这些射线，使天文学家能够计算黑洞的质量、距离甚至旋转速度。
科学家采用的方法，是把X射线分散为光谱，然后鉴别带有明显铁原子能量特征的X射线。
当从远处观察时，这种能量会根据黑洞周围的状况发生改变，因为物质是围着一个不断增大的圆盘在运动。在任何时刻，会有一些铁原子远离我们，根据多普勒效应，它们的能量表现出减少，而另外一些移向我们的原子则表现出能量增加。
当X射线逃离黑洞旁边引力很强的区域时，另外一种称为“引力红移”的效应会使X射线损失能量。
铁原子特征的概念还不止如此。对非常遥远的黑洞，宇宙的膨胀会把整个模式移动到光谱的低能量部分。
所以，通过研究第一批黑洞的铁原子辐射的形状和能量，天文学家不仅希望了解落入黑洞中的物质的组成和性质，而且希望更多地了解黑洞本身。