詹姆斯·韦布空间望远镜可能发现了宇宙中最古老的黑洞

詹姆斯·韦布空间望远镜（James Webb Space Telescope）发现了宇宙中最古老的黑洞，这给天文学家提供了一些重要线索，让他们知道黑洞是如何形成的。

图为黑洞。

(图片来源：盖蒂图片社/马克-加里克/科学图片库）

詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）发现了有史以来最古老的黑洞，这个质量相当于160万个太阳的古老怪物，在宇宙过去130亿年一直处于潜伏状态。

詹姆斯·韦布空间望远镜（James Webb Space Telescope）的照相机可以让它回望宇宙起源，它在宇宙诞生后仅仅 4.4 亿年就发现了位于新生星系 GN-z11 中心的超大质量黑洞。

这个时空裂缝并不孤单，它是无数黑洞中的一个，这些黑洞在宇宙黎明期（宇宙大爆炸后大约一亿年，年轻的宇宙开始发光十亿年）吞噬了自己，达到了可怕的规模。

宇宙漩涡是如何在宇宙诞生后迅速膨胀的，目前还不清楚。不过，寻找答案有助于解释今天的超大质量黑洞--它们支撑着包括银河系在内的整个星系--是如何长到如此令人匪夷所思的大小的。研究人员今年早些时候在预行数据库arXiv上发表了他们的发现，但这项研究尚未经过同行评审。

剑桥大学天体物理学教授罗伯托-马约利诺（Roberto Maiolino）告诉《生活科学》：早期宇宙中的黑洞 "不可能像本地（现今）宇宙中的许多黑洞那样安静而温和地生长"。"它们一定经历了某种奇特的诞生或形成，以及某种奇特的成长。

当代天文学家认为，黑洞诞生于巨型恒星的坍缩。但无论它们是如何诞生的，它们都是通过不停地吞噬气体、尘埃、恒星和其他黑洞而成长的。当它们大快朵颐时，摩擦会使螺旋形进入黑洞大口的物质发热，并发出能被望远镜探测到的光--使它们变成所谓的活动星系核（AGN）。

最极端的AGN是类星体，它们是超大质量黑洞，比太阳重数十亿倍，并以比最亮的恒星还要亮数万亿倍的光爆射出它们的气态茧。

由于光在太空真空中的传播速度是固定的，因此科学家们观察宇宙的深度越深，截获的光线就越遥远，看到的时间也就越久远。为了在这项新研究中发现黑洞，天文学家使用两台红外相机--JWST 的中红外仪器（MIRI）和近红外摄像机--扫描天空，并使用相机内置的摄谱仪将光线分解成不同的频率。

通过解构这些来自宇宙最初岁月的微弱光芒，他们发现这些光芒中包含的频率出现了一个意想不到的峰值--这是一个关键信号，表明黑洞周围的高温物质正在向整个宇宙发射微弱的光迹。对于这些早期黑洞如何如此快速地成长，最普遍的解释是它们是由巨大的气体云突然坍塌形成的，或者它们是由许多恒星团和黑洞合并而成的。

尽管如此，天文学家并没有排除一种可能性，其中一些黑洞的源头可能是理论上的 "原始 "黑洞，这些黑洞被认为是在宇宙诞生后不久--在某些理论中甚至是在宇宙诞生之前--就已经产生了。

 - 人类观测到的第一个黑洞正在通过 "光剑 "喷流损失大量能量

 - 黑洞合并产生的引力波有助于检验广义相对论

 - 银河系外 "的入侵者可能潜伏在围绕银河系黑洞运行的恒星中

马约利诺说：“[直接坍缩]是不是制造黑洞的唯一方法还不是很清楚，因为你需要一些特殊的情况才能让它发生。"它必须是一个纯净的云团，尚未被第一批恒星制造的重元素所富集，而且它的质量相当大--从1万到100万太阳质量不等。”

“为了防止这种云冷却过快，先坍缩成大质量恒星，它还必须经过紫外线照射，这些紫外线可能来自附近的星系或黑洞。因此，你需要这种特殊的条件，即云不是[通过吸收爆炸的恒星物质]得到富集，而是因为紧邻另一个产生大量光子的星系而得以富集。”因此，我们不一定要寻找某种单一情形，实际上可能有两种或更多情形在起作用"。

BY: Ben Turner

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