在美國國家航空暨太空總署哈伯太空望遠鏡的幫助下，斯德哥爾摩大學天文系科學家領導的國際研究小組在早期宇宙中發現了比以前報告的更多的黑洞。這項新成果有助於科學家了解超大質量黑洞是如何產生的。

這是哈伯超深場的新影像。透過對比哈伯寬視野相機3 於2009 年、2012 年和2023 年拍攝的近紅外線曝光照片，天文學家發現了早期星系中心閃爍的超大質量黑洞的證據。插圖中的一個明亮物體就是一個例子。有些超大質量黑洞並不會持續吞噬周圍的物質，而是會突然爆發，使其亮度閃爍不定。資料來源：NASA、ESA、Matthew Hayes（斯德哥爾摩大學）、Steven VW Beckwith（加州大學柏克萊分校）、Garth Illingworth（加州大學聖克魯茲分校）、Richard Ellis（加州大學洛杉磯分校）、Joseph DePasquale（STScI）

這是哈伯超深場的最新影像。 2004 年，哈伯對該領域進行了首次深度成像。幾年後，哈伯再次對同一巡天視野進行了觀測，並於2023 年進行了重新成像。透過對比哈伯寬視野相機3 在2009 年、2012 年和2023 年拍攝的近紅外線曝光照片，天文學家發現了早期星系中心閃爍的超大質量黑洞的證據。插圖中的一個明亮物體就是一個例子。有些超大質量黑洞並不會持續吞噬周圍的物質，而是會突然爆發，使其亮度閃爍。這可以透過比較不同時間拍攝的哈伯超深場幀來發現。調查發現的黑洞數量比預測的多。 資料來源：NASA、ESA、Joseph DePasquale（STScI）

目前，科學家對宇宙大爆炸後不久第一批黑洞是如何形成的還沒有完整的了解。眾所周知，在宇宙大爆炸後不到10 億年的時間裡，幾個星系的中心就存在著超大質量黑洞，其重量可超過10 億個太陽。

斯德哥爾摩大學的博士生、發表在《天文物理學雜誌通訊》上的這項研究的合著者愛麗絲-楊說：”這些天體中的許多天體似乎比我們原先想像的在如此早期的時候要大得多–要么它們形成時非常大，要么它們生長得非常快。

黑洞在所有星系的生命週期中都扮演著重要角色，但我們對星系如何演化的理解仍存在著很大的不確定性。為了全面了解星系和黑洞演化之間的聯繫，研究人員利用哈伯望遠鏡調查了當宇宙的年齡僅為目前年齡的百分之幾時，暗星系群中存在多少黑洞。

幾年後，哈伯對勘測區域進行了初步觀測，並重新拍攝了照片。這使得研究團隊能夠測量星系亮度的變化。這些變化是黑洞的明顯標誌。研究小組發現的黑洞比以前用其他方法發現的要多。

新的觀測結果表明，一些黑洞很可能是在宇宙最初的十億年中由大質量的原始恆星坍縮形成的。這類恆星只能存在於宇宙的極早期，因為後來產生的恆星受到了已經生死存亡的恆星殘骸的污染。黑洞形成的其他途徑包括氣體雲的坍縮、大質量星團中恆星的合併，以及宇宙大爆炸後最初幾秒鐘形成的”原始”黑洞（透過物理機制推測）。有了這些關於黑洞形成的新訊息，我們就可以建立更精確的星系形成模型了。

“早期黑洞的形成機制是星系演化之謎的重要組成部分，”該研究的第一作者、斯德哥爾摩大學天文學系的馬修-海斯（Matthew Hayes）說。 “有了黑洞如何生長的模型，星系演化的計算現在就可以建立在更有物理動力的基礎上，有了黑洞如何從坍縮的大質量恆星中產生的精確方案。”

天文學家也正在利用美國太空總署的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡進行觀測，尋找大爆炸後不久形成的銀河系黑洞，以了解它們的質量和位置。

編譯自/ scitechdaily