北京
一个遥远星系里，竟然同时藏着三个正在"进食"的超大质量黑洞。这个发现刷新了人类对早期宇宙黑洞演化的认知。
这个编号为J0148-4214的星系，它的光已经旅行了超过125亿年才抵达地球。也就是说，我们看到的是宇宙大爆炸后仅约12亿年时的景象。在那个古老星系内部，由马克斯·普朗克地外物理研究所领衔的国际团队，识别出了三个正在活跃吸积的超大质量黑洞——每个都在从周围的吸积盘中拉拽物质。
三个黑洞，两种距离
在如此遥远的距离上，宇宙膨胀把星系的光拉向了更长的波长，产生了红移值z=5.02。天文学家正是利用这个红移值，确定了J0148-4214的距离，以及他们正在观测的宇宙历史深度。
这是人类首次在遥远宇宙的单个星系中发现三个活跃黑洞。其中两个黑洞位于星系中心附近，投影距离仅相隔620光年；第三个黑洞则位于距星系中心约5500光年的位置。
"这是遥远宇宙中单个星系内存在三个活跃黑洞的首个证据，"该研究第一作者、MPE研究组组长Hannah Übler表示。她补充说，这表明早期宇宙中的过程能高效地将大质量黑洞聚集在一起，为未来引力波天文台预期探测到的大质量黑洞合并做好了铺垫。
光谱追踪黑洞踪迹
天文学家是如何找到这三个黑洞的？关键在于黑洞引力影响范围内氢原子以极快速度运动时产生的独特光谱特征。星系中心区域的光谱呈现出复杂模式，最合理的解释就是存在两个邻近的黑洞。
由于这对黑洞无法被分辨为独立的点源，研究人员采用了光谱天体测量技术——通过测量星系发射线中微小的空间位移来确定它们的位置。第三个活跃黑洞则是在观测星系外围区域时浮现出来的。
质量悬殊，进食速度却相反
三个黑洞的质量估算结果分别约为太阳质量的8000万倍、60万倍和200万倍。有意思的是，尽管8000万太阳质量的黑洞最为庞大，它的"进食"速度却比旁边60万太阳质量的同伴慢得多。
那个较小的黑洞吸积速度极快，甚至超过了黑洞增长基本模型（爱丁顿极限）所预测的最大速率。
"JWST数据不仅让我们识别出这三个黑洞，还让我们估算出它们的质量、吸积速率以及星系的恒星质量，"该研究第二作者、MPE研究员Giovanni Mazzolari博士说。他们发现该星系的总恒星质量约为13亿个太阳质量。
这一发现为理解早期宇宙中黑洞如何合并与增长提供了前所未有的观测窗口。星系演化理论认为，宇宙早期星系之间频繁接近和合并，它们中心的黑洞也随之合并，在合并后的星系中产生更加庞大的黑洞。如今，三个黑洞同处一个星系的事实，正为这一图景添上了关键一笔。
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