最古老黑洞已有133億歲“高齡”

由美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校科學(xué)家領(lǐng)銜的國際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)，利用詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡，捕捉到宇宙大爆炸后僅5億年就已存在的超大質(zhì)量黑洞。它的質(zhì)量相當(dāng)于3億個(gè)太陽的質(zhì)量，并以133億歲“高齡”刷新了迄今發(fā)現(xiàn)最古老黑洞紀(jì)錄，為揭開宇宙黎明時(shí)期的奧秘打開了新窗口。相關(guān)研究成果發(fā)表于最新一期《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》。

天文學(xué)家借助光譜學(xué)，將光分成許多不同波長來研究物體特征。當(dāng)氣體繞黑洞旋轉(zhuǎn)并落入黑洞時(shí)，遠(yuǎn)離地球的氣體發(fā)出的光會(huì)被黑洞拉伸成更紅的波長；而靠近地球的氣體發(fā)出的光則會(huì)被壓縮成更藍(lán)的波長。這種紅藍(lán)交錯(cuò)的光譜成為分析遙遠(yuǎn)物體物理性質(zhì)的獨(dú)特武器。

研究團(tuán)隊(duì)此次通過分析韋布空間望遠(yuǎn)鏡CAPERS項(xiàng)目——旨在確認(rèn)和研究最遙遠(yuǎn)星系的光譜數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)星系CAPERS-LRD-z9呈現(xiàn)獨(dú)特的“小紅點(diǎn)”特征。這類誕生于宇宙嬰兒期（前15億年）的星系通常體積緊湊、色澤紅艷且異常明亮。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，超大質(zhì)量黑洞是CAPERS-LRD-z9星系中意外亮度的來源，且該黑洞的質(zhì)量估計(jì)為太陽的3億倍。該黑洞也是目前已確認(rèn)的最遙遠(yuǎn)的黑洞，其能通過壓縮并加熱所吞噬的物質(zhì)，產(chǎn)生巨大的光和能量。

團(tuán)隊(duì)表示，新發(fā)現(xiàn)星系有助于揭示“小紅點(diǎn)”星系呈現(xiàn)明亮紅色的原因。這可能是由于黑洞周圍存在一團(tuán)厚厚的氣體云，將穿過的光線扭曲成更紅的波長。在早期宇宙中發(fā)現(xiàn)如此巨大的黑洞，也為研究這些天體的演化歷程提供了寶貴的機(jī)會(huì)。天文學(xué)家推測，要么它在誕生初期就擁有超乎想象的“原始體重”，要么其成長速度比現(xiàn)有模型預(yù)測的快得多。

◎ 來源|科技日?qǐng)?bào)