早期宇宙超大质量黑洞被发现

早期宇宙超大质量黑洞被发现

早期黑洞活跃之谜？

詹姆斯韦伯望远镜忽然捕捉到宇宙婴儿期一个吞噬狂魔，黑洞在星系中心疯狂进食，这么早的庞然大物，从何而来？

詹姆斯韦布空间望远镜从2022年7月进入科学观测轨道后，就开始锁定高红移目标，CANUCS项目组用近红外相机扫描早期宇宙，红移值z=8.6对应大爆炸后570百万年，那时宇宙直径还不到现在百分之一。团队由斯洛文尼亚卢布尔雅那大学和意大利国家天体物理学研究所科学家主导，罗伯塔特里波迪作为首席研究员，协调多国望远镜数据融合，包括哈勃的旧档案对比。观测窗口选在狮子座方向，望远镜的NIRSpec光谱仪捕捉到微弱红光信号，显示气体云团高速旋转迹象，速度达每秒1000公里，暗示中心有重力源在拉扯物质。数据处理花了几个月，团队用算法剥离星光干扰，确认信号来自单个紧凑星系CANUCS-LRD-z8.6，直径仅数百光年，却亮度异常。

2024年秋季，项目组扩展样本，分析了上百个小红点星系，这些物体自望远镜启动以来频频出现，颜色深红体积小巧，像早期宇宙的种子。CANUCS-LRD-z8.6脱颖而出，因为它的光谱线宽广，表明黑洞吸积盘活跃，质量估算为太阳几百万倍，远超同期预期。团队用蒙特卡洛模拟重建星系演化路径，发现黑洞生长速率是理论上限两倍，气体流入率每秒吞下相当于地球质量的物质。意大利罗马天文台的同事补充了尘埃模型，解释为什么X射线信号弱，可能是厚气层遮挡。初步结果在内部会议分享，激发了后续观测提案，望远镜调度委员会批准额外时段。

11月19日，团队在自然通讯杂志上发布论文，标题强调极端吸积黑洞宿主，附带光谱图显示宽阔发射线和铁元素痕迹。论文指出，星系重元素少，表明它刚从原始氢氦云凝聚，尚未经历多次超新星爆发。

罗伯塔特里波迪在新闻发布会上展示模拟动画，黑洞如漩涡般卷入周边气体，形成明亮核心，与今天类星体相似。欧洲航天局同步放出彩色图像，星系现出粉红光晕，中心黑点隐约可见，全球天文社区转载率高。加拿大团队贡献了辅助数据，从CFHT望远镜验证位置，确保无透镜效应干扰。

发现公布后，项目组启动跟进观测，申请ALMA毫米波阵列时间，目标是探测冷气储备，估算黑洞未来喂食潜力。11月20日，斯洛文尼亚大学实验室分析光谱细节，确认黑洞自旋高，接近极限值，暗示形成机制可能是气体云直接坍缩，而非恒星遗迹。团队对比了其他LRD样本，发现70%有类似迹象，挑战了黑洞种子模型，需要重估早期星系反馈作用。意大利研究所的数值模拟显示，这种黑洞可快速演化为亿太阳质量级别，连接到一亿年后观测到的类星体。

后续讨论在虚拟研讨会展开，哈佛史密松天体物理中心专家加入，辩论黑洞是否主导星系形成，数据支持黑洞先于恒星盘。11月21日，望远镜新一批图像抵达，捕捉到星系边缘星暴痕迹，表明黑洞辐射已点燃新生星。团队计划整合JWST周期3数据，追踪类似物体演化路径，整个过程从初次信号到论文，仅用三年，标志着早期宇宙观测新时代。