說起黑洞,我們常常想到恒星坍縮后形成的幾倍太陽質量的“小”黑洞,或是星系中心數百萬到上百億倍太陽質量的超大質量黑洞。后者盡管體量驚人,按理說應該花了大把時間慢慢吞并物質、經歷合并才壯大起來。然而,天文學家最近發現了一顆在宇宙誕生后僅6.62億年的極早期超大質量黑洞,已經以類星體的姿態閃耀。這好比一個嬰兒剛出生就長成了成年人,正在逼迫科學家重新思考黑洞的成長極限。
這個新紀錄保持者名為 EUCL J1729,是一顆約在大爆炸后6.62億年就發出耀眼光芒的類星體。它由荷蘭萊頓大學的天文學家 Daming Yang 與合作者發現,論文于2026年7月6日發表在《天文學與天體物理學》期刊。此前的紀錄是2021年找到的一個類星體,距大爆炸約6.77億年,這次直接將時間線向前推了1500萬年。別看只有1500萬年,在宇宙演化早期的時間軸上,這一小步卻異常沉重。
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為什么沉重?因為按照現有的黑洞成長模型,一顆超大質量黑洞需要長達數億年時間不斷吸積物質、經歷多次星系合并,才能達到數十億倍太陽質量。在宇宙只有6.62億歲時,給它準備的時間窗口實在太窄。Daming Yang 說:“時間的每一步前推,都讓這個問題更難解釋。”這句話沒有夸張,而是對宇宙早期黑洞形成謎團的真實寫照。
類星體其實就是超大質量黑洞的高光時刻。你可以想象,星系中心沉睡著一個超級引力深井,四周的氣體被拖拽成一個旋轉的盤。盤中的物質劇烈摩擦,被加熱到上百萬攝氏度,釋放出比整個星系還亮的光芒。這種吞噬過程越猛烈,類星體就越閃耀。EUCL J1729 正處在這樣的活躍期,它發出的光線穿越了137億年的宇宙膨脹史,終于在2024年升空的一臺望遠鏡里留下了印記。
這臺望遠鏡就是歐洲空間局的歐幾里得空間望遠鏡。它于2024年踏上為期六年的漫長征途,計劃用紅外波長掃過約三分之一的天空。歐幾里得的使命原本是繪制宇宙的大尺度結構,但它的紅外眼睛恰巧成了尋找最遙遠天體的利器。
為什么非得用紅外光?這牽涉到宇宙學里的關鍵現象——紅移。自大爆炸以來,宇宙一直在膨脹,空間本身被拉伸,穿行其中的光的波長也跟著變長。如果一個類星體在宇宙極早期發出的是可見光甚至紫外光,等它跨越137億年抵達我們這里時,已經被拉伸到了紅外波段。就好比一輛鳴笛的救護車遠離你時音調降低,光的顏色也會因為空間膨脹而變得更紅。想要看見宇宙拂曉時的模樣,就得用紅外望遠鏡去聽那低沉的“光音”。
在歐幾里得之前,其他望遠鏡最多只能捕捉到大爆炸后約7.7億年的極亮類星體。天文學家總共只知道9個早于這一時期的類星體,它們都是最亮的那一小撮,像宇宙深處的孤例。歐幾里得升空后,局面開始改變。在它運行的頭18個月里,Daming Yang 團隊一口氣發現了12個更早時期的類星體,比此前數年積累
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