韦伯太空望远镜发现最古老黑洞　将挑战天文理论

天文学家今天表示，韦伯太空望远镜发现有史以来探测到的最古老黑洞，这个黑洞在大爆炸之后迅速蓬勃发展，挑战了科学家对这些天体庞然大物是如何形成的理解。

▲天文学家透露，韦伯望远镜发现最古老黑洞，这个黑洞在大爆炸后迅速蓬勃地发展。（示意图／翻摄自NASA官网）

根据刊登于科学期刊“自然”（Nature）的研究报告，宇宙诞生后才4.3亿年，这个黑洞就在所谓的“宇宙黎明”（cosmic dawn）时期猛烈吞噬其宿主星系。

研究报告共同作者、剑桥大学（Cambridge University）天文学家修尔兹（Jan Scholtz）告诉法新社说，这使得此一黑洞比迄今观察到的任何其他大质量黑洞（massive black hole）都要早了2亿年。但它的质量却是太阳的160万倍。

修尔兹说，在138亿年前的大爆炸之后，这黑洞是如何有时间、如此快速地长到那么大，将为解释黑洞形成原因的“下一代理论模型”提供新的资讯。

和所有黑洞一样，这个黑洞是看不见的，只能透过附近物质惨遭吞噬时，所产生巨大爆炸的光线来侦测它。

正是这种光线让哈伯太空望远镜（Hubble space telescope）在2016年发现了位于大熊座（Ursa Major）方向的宿主星系GN-z11。

GN-z11是当时所观测到的最古老星系，也是最遥远的星系。然而哈伯望远镜并未发现潜伏在其中心位置的黑洞。

2022年，韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）超越哈伯成为最强大的太空望远镜，所公布的大量新发现，让科学家们忙着跟上脚步。

韦伯不仅发现了GN-z11中心位置的黑洞，而且还发现了时间和空间要再更往前回溯的星系，这些星系也比先前所想像的还要大。

在宇宙黎明期间，这黑洞大力吞噬GN-z11；此前正是宇宙的“黑暗时代”，在那时恒星和星系才刚诞生。

位于星系中心位置的超大质量黑洞（supermassive black hole），通常若不是数十亿年才形成，快也得要数亿年；那么这一个黑洞怎么会成长这么快速呢？

研究报告共同作者、法国巴黎天体物理研究所（Institut d'Astrophysique de Paris）的天体物理学家夏洛（Stephane Charlot）认为，相较于稍近期的黑洞，早期宇宙的黑洞可能是以不同方式形成的。

他告诉法新社，有一种理论是说，这种黑洞诞生时型体庞大，是因为特大恒星的爆炸，而特大恒星仅存于早期宇宙。

他又说，或者这种黑洞可能是由“致密气体云直接塌陷而产生的，而不经过恒星形成阶段”。

这黑洞一旦诞生，就能够吞噬附近丰富的气体，进而引发非常强劲的猛长期。

修尔兹强调，迄今为止关于GN-z11黑洞的发现，“并不排除这些情况的任何可能”。

这可能只是一个开始。

修尔兹希望韦伯望远镜及其他即将推出的望远镜，例如欧洲太空总署（European Space）的欧几里得望远镜（Euclid），能够在宇宙最初的微光中发现更多这样的黑洞。