四川
这种默契曾被视为宇宙演化的铁律，黑洞和星系仿佛是互相约束、共同成长的伴侣。
但詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）用两个天体，把这张图撕出了一个大口子。
由日内瓦大学罗曼·迈耶领导的国际团队，最近在arXiv发表了一项研究，报告了在宇宙仅有8亿年历史时观测到的两个星系：COLA1和NEPLA4。
左图：假设不同爱丁顿比，COLA1/NEPLA黑洞质量增长历史。中图：根据最佳拟合的BAGPIPES恒星形成历史推断的恒星质量增长历史。右图：NEPLA4和COLA1、JWST活动星系核以及高红移类星体的黑洞与恒星质量比。
利用JWST的近红外光谱仪，研究人员在这两个星系中都探测到了宽氢发射线，这是中心黑洞正在或曾经疯狂吸积物质的典型光谱特征。测算结果令人震惊：这两个黑洞的质量分别达到约1.7亿和1.9亿个太阳质量，而与它们所在星系的恒星总质量相比，这个比例比邻近宇宙中的典型值高出400到800倍。
简单来说，在这两个星系里，黑洞的体量相对于星系本身，就像一颗成年人的头颅长在婴儿的身体上。
不仅如此，两个星系都显示出一种罕见的双峰莱曼α信号。这种特征意味着星系周围存在一个由大量电离气体组成的清澈气泡，被称为"莱曼α气泡"，其形成需要极强的紫外辐射在周围中性氢气体中炸开一个孔洞。研究团队认为，这个气泡就是黑洞曾经作为活跃类星体疯狂运转时留下的遗迹，一块宇宙地质层中清晰可辨的"化石证据"。
这项研究最有价值的部分，是对这两个天体演化历史的完整推演。
示意图展示了在类星体后星系中探测到双峰莱曼α发射的演化路径。1. 耀斑类星体形成电离区，使中性氢的比例保持在较低水平。2. 类星体熄灭后，蓝峰莱曼α光子仍可在约100万年内逃逸。3. 一旦气体与紫外背景辐射达到平衡，星系将显示宽巴尔末线（氢发射线），但不再显示蓝峰莱曼α。
通过追溯黑洞的增长时间线，研究团队发现，要在如此短暂的宇宙年龄内积累起这么大的质量，这两个黑洞必须在大爆炸后仅约1.8亿至2.7亿年时，就以接近最大理论速率（即爱丁顿极限）的速度持续吞噬物质。那个阶段，它们就是名副其实的类星体，亮度足以电离周围大片空间，抑制了星系中大量恒星的形成。
而现在观测到的状态，是这场疯狂暴食结束后不到一百万年的"类星体后阶段"。黑洞已经平静下来，吸积速率跌落到最大值的一小部分；但星系层面，恒星形成却正在爆发式推进，仿佛被压抑已久的能量正在集中释放。
目前，该团队正致力于将JWST与即将投入使用的极大望远镜和昴星团望远镜联合使用，系统性地搜寻更多类似的类星体后天体，以构建足够大的样本，让统计意义真正确立起来。
宇宙前十亿年的那段历史，正在被一片片拼回原貌。而每一块新拼图，都在提醒我们：我们对宇宙如何长大这件事，懂得还远远不够。
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