新发现最古老超级黑洞 挑战宇宙演化认知

类星体J0313-1806艺术假想图。其中心黑洞的质量高达太阳的16亿倍，在距今约130亿年前已经形成。（NOIRLAB/NSF/AURA/J. DA SILVA）

天文学家最近发现一个至今以来见到的最古老的类星体，它来自宇宙诞生后仅6.7亿年的时间，亮度是银河系的千倍以上。按照现在主流的宇宙演化认知，这很不寻常。

类星体也叫活跃星系核，是大量物质围绕着一个巨型黑洞旋转组成的结构。由于较靠近黑洞的物质逐渐落入黑洞并发出非常明亮的光线，从远处看就像一颗恒星一样，因此得名类星体。

这份在1月举行的美国天文学会第237届会议上展示的研究发现，类星体J0313-1806其中心黑洞的质量高达太阳的16亿倍，在距今约130亿年前已经形成。这是有史以来天文学家观测到的宇宙内最早期的类星体，其中心的能量来源黑洞也是至今所知的最古老的一个黑洞。

主要研究者之一美国亚利桑那大学（University of Arizona）天文学教授范晓辉（Xiaohui Fan，音译）说：“这些最遥远的类星体，对了解宇宙初期黑洞的形成和宇宙的离子化过程——宇宙最后一个主要的状态变化阶段很重要。”

在如此早期宇宙就存在这样巨型黑洞的事实，挑战了现有天文学对宇宙演化过程的认知。

这份研究的主要作者美国宇航局（NASA）哈勃研究员王飞葛（Feige Wang，音译）说：“宇宙诞生后形成的第一批恒星不可能在仅几亿年的时间就形成这样大规模的黑洞。”

目前天文学主流认知的过程是，宇宙至少在诞生2亿年后，才有能力诞生第一批巨型恒星，它们的质量大约在太阳的几百倍到上千倍的规模。当这第一批恒星死亡的时候，有的直接坍塌成为黑洞，有的发生超新星爆炸后再变成黑洞，但是它们的规模很小，只有到宇宙的后期，通过星系或黑洞的各种合并过程，才产生大质量的黑洞。所以这次发现的J0313-1806位于如此早期的宇宙，而且有如此大的规模，让天文学家感到震惊。

研究人员还发现，J0313-1806所在的星系当时正处于高产恒星的阶段，诞生新星的速度是我们银河系的200倍。

另外，这个类星体的能量还以高达光速20%的速度向外发散，也是不寻常的特点之一。“如此高速吹出的能量风，足以影响这个星系内诞生恒星的能力。”亚利桑那大学研究员杨金轶（Jinyi Yang，音译）说。

研究者表示，这个星系恒星的高产率、类星体的亮度和高速的能量风这些特点都不寻常，是将来研究早期宇宙的重要研究对象。