距地130億光年超大質(zhì)量黑洞祖先“現(xiàn)身”

美國科學(xué)家在近日出版的《自然》雜志撰文指出，他們利用哈勃太空望遠鏡，發(fā)現(xiàn)了一個距離地球130億光年的紅色塵埃物體，它誕生于宇宙大爆炸7.5億年后的“宇宙黎明”時期，可能是超大質(zhì)量黑洞已知最早的祖先，為理解早期宇宙中超大質(zhì)量黑洞如何快速增長提供了新途徑。

研究人員指出，這顆古老的天體“一半是星系，一半是類星體”，擁有介于塵土飛揚的恒星形成星系和明亮發(fā)光的黑洞（類星體）之間的特征，被稱為過渡紅色類星體，理論認為存在于早期宇宙中，但此前從未被觀測到。

類星體是由位于星系中央的超大質(zhì)量黑洞驅(qū)動的極其明亮的天體，這些巨型黑洞的質(zhì)量為太陽質(zhì)量的數(shù)百萬到數(shù)百億倍，以驚人的速度吞噬著周圍的一切，而被吞噬進入這些黑洞的氣體會由于摩擦而升溫，產(chǎn)生與星光同樣明亮的輝光。

之前的研究表明，類星體存在于宇宙誕生后7億年內(nèi)，但目前尚不清楚這些超大質(zhì)量物體是如何在大爆炸后如此迅速形成的。該研究合著者、哥倫比亞大學(xué)尼爾斯玻爾研究所副教授加布里埃爾·布拉默說：“模擬表明，這些黑洞會經(jīng)歷一個快速增長的早期過渡階段：一個紅色致密物體從一個塵埃嚴重遮蔽的星系中出現(xiàn)。”

在最新研究中，布拉默團隊在用哈勃太空望遠鏡研究一個古老的恒星形成星系時，發(fā)現(xiàn)了此類罕見過渡天體中的一個——GNz7q。

研究表明，這個早期星系似乎能以比今天的銀河系快1600倍的速度產(chǎn)出新恒星，所有這些新生恒星都釋放出了巨大的熱量，加熱了星系周圍的氣體，使其在紅外波段發(fā)出明亮的光芒。在這些塵埃中，布拉默團隊發(fā)現(xiàn)了一個紅色光點，這是一個巨大而緊湊的物體，周圍彌漫著巨大的塵埃霧。

布拉默說：“這個紅點的光度和顏色完全符合過渡期紅色類星體的預(yù)測特征。觀測到的性質(zhì)與理論模擬非常一致，表明GNz7q是首個處于過渡、快速增長階段的黑洞，是后來超大質(zhì)量黑洞的祖先。”

研究人員希望借助可以追溯到宇宙最早期階段的望遠鏡，如美國國家航空航天局的詹姆斯·韋布太空望遠鏡，發(fā)現(xiàn)其他類似的物體。