發(fā)現(xiàn)了早期宇宙中快速成長的巨大質量黑洞

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主譯：清水明澄

校譯：遠山真理

審核：牧夫天文校對組

美編：張少巖

后臺：王啟儒

https://www.nao.ac.jp/news/science/2026/20260122-subaru.html

超大質量黑洞的想象圖。

氣體落入中心的黑洞，形成吸積盤和噴流。

（圖源：NASA/JPL-Caltech）

通過昴星望遠鏡的觀測，在約120億年前的早期宇宙中，發(fā)現(xiàn)了一個比以往已知的黑洞成長速度快得多的超大質量黑洞。這一天體雖然在吞噬大量氣體的過程中不斷成長，卻呈現(xiàn)出在X射線和射電波段下都明亮發(fā)光的奇特特征。以往被認為不會同時發(fā)生的現(xiàn)象在此被同時觀測到，這一成果為研究超大質量黑洞的成長機制帶來了新的視角。

許多星系的中心存在著超大質量黑洞，其質量是太陽的數(shù)百萬倍到數(shù)百億倍不等。黑洞會吸入周圍的物質并不斷成長，在這一過程中會釋放出強烈的光。黑洞周圍會形成多種結構，包括氣體呈圓盤狀環(huán)繞的吸積盤、內側溫度更高的氣體區(qū)域，以及部分物質高速噴出形成的“噴流”。這些構造可以通過可見光、紫外線、X射線、射電等多種光被觀測到。其中特別明亮的天體被稱為“類星體”，但這類天體如何成長，以及它們與所在母星系的成長之間存在怎樣的關聯(lián)，至今仍是一個巨大的謎團。

以早稻田大學和東北大學的研究人員為核心的研究團隊，利用昴星望遠鏡對早期宇宙類星體周圍氣體的運動進行了調查，高精度地測定了距今約120億年前的超大質量黑洞的質量。根據(jù)質量和X射線亮度推測出的這個黑洞的成長率極高，是迄今為止觀測到的具有同等質量的超大質量黑洞中成長最為迅速的。

值得特別一提的是，這個類星體在X射線和射電波段都發(fā)出明亮的光芒。此前人們認為，在快速成長的黑洞周圍，高溫氣體區(qū)域會被高效冷卻，因此X射線會變弱，通過射電觀測到的噴流也會變得不明顯。然而，由于這個天體在X射線和射電兩個波段都很明亮，其中可能隱藏著以往未曾設想過的特殊機制。研究團隊提出，觀測到極強X射線的原因可能是超大質量黑洞的成長勢頭正在發(fā)生變化。這是首次捕捉到早期宇宙中超大質量黑洞在成長過程中伴隨波動的現(xiàn)象。此外，射電波段的亮度表明，這個類星體正在釋放極其強烈的噴流，其強度足以抑制母星系中的恒星形成。此次發(fā)現(xiàn)將為理解早期宇宙中母星系與中心超大質量黑洞如何相互影響、共同成長提供重要線索。

代表研究團隊的早稻田大學研究生院學生小渕紗希子表示：“此次發(fā)現(xiàn)或許有助于解開此前被認為難以破解的早期宇宙中超大質量黑洞的形成過程。今后，我們希望在探究該類星體的X射線及射電輻射機制的同時，也能弄清楚是否存在尚未被發(fā)現(xiàn)的類似天體。”

責任編輯：甘林

牧夫新媒體編輯部

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韋布拍攝的顱骨星云

Image credit: NASA, ESA, CSA, STScI;

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