在早期宇宙中发现不断增长的超大质量黑洞

对类星体的观测表明，许多超大质量黑洞在大爆炸后不到 7 亿年的时间内就已经存在。然而，第一个黑洞的起源仍然是个谜。第一批黑洞的种子被认为是轻的(即 10-100 个太阳质量)、第一代恒星的残余物，或者是重的(高达 100,000 个太阳质量)，源自气体云的直接塌缩。利用来自 NASA 钱德拉 X 射线天文台的数据，天文学家现已在由 NASA/ESACSA 詹姆斯·韦伯太空望远镜在星系团Abell 2744后面识别出的引力透镜星系中检测到了一个 X 射线发光黑洞。这个黑洞被命名为UHZ-1，质量在1000万到1亿太阳质量之间，距离132亿光年，这意味着望远镜可以追溯到宇宙只有大约4.5亿岁的时候。这一发现发表在《自然天文学》杂志和《天体物理学杂志快报》上的两篇论文中，与黑洞起源于重种子的图片一致。

“这是韦伯最引人注目的发现之一，也是已知最遥远的正在生长的超大质量黑洞的发现。事实上，它完全打破了旧纪录。”普林斯顿大学教授迈克尔·施特劳斯说。

哈佛与史密森尼天体物理中心的天文学家阿科斯·博格丹博士补充道：“我们需要韦伯太空望远镜来寻找这个极其遥远的星系，而钱德拉太空望远镜则需要寻找它的超大质量黑洞。”

“我们还利用宇宙放大镜来增强我们检测到的光量。这种放大效应被称为引力透镜。”

天文学家在距离地球35亿光年的Abell 2744星系团方向的一个名为UHZ1的星系中发现了早期黑洞。

韦伯数据显示，UHZ1 比该星团远得多，距地球 132 亿光年，当时宇宙年龄仅为当前年龄的 3%。

随后，钱德拉进行的两周多的观测表明，这个星系中存在强烈的、过热的、发射 X 射线的气体——这是一个不断增长的超大质量黑洞的标志。

来自星系的光和来自其超大质量黑洞周围气体的 X 射线被阿贝尔 2744 中的介入物质放大了约四倍，增强了韦伯探测到的红外信号，使钱德拉能够探测到微弱的 X 射线源。

根据 X 射线的亮度和能量，黑洞的质量估计在 10 到 1 亿个太阳质量之间。

这个质量范围与其所在星系中所有恒星的质量范围相似，这与附近宇宙中星系中心的黑洞形成鲜明对比，这些黑洞通常只包含其质量的十分之一左右。宿主星系的恒星。

“现在，终于在宇宙如此年轻的时候发现了一个如此大的黑洞，这告诉我们，黑洞最初形成时一定非常大，可能是由巨大气体云的直接塌缩造成的，”说安迪·古尔丁博士，普林斯顿大学天文学家。

“这也意味着天文学家可以排除其他形成模型，例如第一批大质量恒星的死亡，因为这些模型无法产生足够大的黑洞来解释 UHZ-1。”

“黑洞的生长时间非常短。这意味着要么它增长得非常快，要么黑洞天生就更大。”