韦伯太空望远镜（JWST）再度将人类视野推向宇宙边缘。天文科学网站《Live Science》报道，一项发表于预印本网站arXiv的最新研究指出，天文学家利用韦伯望远镜的观测数据，在一个极其遥远的星系“GHZ2”（又名 GLASS-z12）中，发现了可能源自“超大质量黑洞”的迹象。若此发现获得证实，这将是人类史上观测到最古老、最遥远的超大质量黑洞，存在于宇宙大爆炸后仅3.5亿年的极早期阶段。
这项尚未经过同行评审的研究报告指出，天文学家使用韦伯望远镜的近红外光谱仪（NIRSpec）与中红外仪器（MIRI），分析了来自 GHZ2 星系的光线。这个星系于2022年被发现，其光线在太空中旅行了约134亿年才抵达地球。研究团队发现，GHZ2 的光谱中出现了异常强烈的“发射谱线”（emission lines），这些亮带是由原子或离子在获得能量后所释放的光，其中隐藏著该星系能量来源的关键线索。
高能量“碳指纹”泄露踪迹
美国麻萨诸塞大学阿默斯特分校（UMass Amherst）天文系助理教授、研究共同作者萨瓦拉（Jorge Zavala）解释，他们观测到的是需要极高能量才能产生的“高电离谱线”。这类谱线通常与活跃星系核（AGN）有关，即星系中心正在吞噬物质的活跃黑洞。
最关键的证据是一条被称为“C IV λ1548”的发射线，它来自失去了三个电子的碳原子（三价碳离子）。研究人员指出，要让碳原子失去三个电子，需要极度强烈的辐射场，单靠恒星的光芒很难办到，而活跃星系核正是这种高能光子的天然制造者。这条谱线的强度强烈暗示，GHZ2 内部可能藏著一个正在疯狂进食的黑洞。
然而，GHZ2 是一个充满谜团的系统。分析显示，虽然部分可见光谱线可以用恒星形成来解释，但那条异常强烈的碳谱线却指向黑洞的存在。这意味著 GHZ2 的光芒可能是一个混合体：部分来自正常恒星，部分来自一个饥饿的超大质量黑洞，或是更奇特的“超大质量恒星”。
研究团队强调，目前的发现虽令人振奋，但仍需更多高解析度光谱观测来最终确认。若能证实 GHZ2 确实拥有活跃星系核，它将成为检验黑洞起源理论的绝佳实验室，协助科学家探讨黑洞在宇宙诞生初期究竟是来自恒星坍塌的“轻种子”，还是直接由气体云坍缩而成的“重种子”。
来自GHZ2星系（图中亮点）的光线，是在宇宙大爆炸后仅3.5亿年时发出的，使其成为已知宇宙中最古老的星系之一。最新观测显示，其中可能藏有超大质量黑洞。（图：ALMA/NASA）
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