韦布望远镜和钱德拉天文台的数据揭示了在大爆炸后5亿年内形成的一个星系内巨大黑洞。星系UHZ1是位于弥漫气体云（紫色；合成图）右边的白点之一，该星系内有一个巨大黑洞。来源：Chandra/JWST/NASA/ESA
天文学家在宇宙的遥远区域发现了一个巨大黑洞。它让科学家得以好好观测一个在宇宙历史上超早期形成的黑洞，并探索这些引力深渊是如何形成和生长的。此次发现“带来了关于当前的超大质量黑洞的种子从何而来的大量新信息”，哈佛-史密松森天体物理中心的天体物理学家ákos Bogdán说。他领导的这项研究11月6日发表于《自然-天文学》。
这个新发现的黑洞位于UHZ1星系内。从地球上看，UHZ1躲在其他星系簇的背后。那些夹在中间的天体的引力会使来自更遥远天体——包括UHZ1——的光变亮，目前看到的是UHZ1在宇宙大爆炸后仅4.7亿年的样子。其他天文学家利用韦布空间望远镜拍摄了UHZ1的红外图像。Bogdán和同事随后用钱德拉X射线轨道天文台对它进行了X射线研究，被吸入黑洞的气体会释放X射线。
基于UHZ1发出的X射线的亮度等特征，科学家计算出它内部有一个巨大黑洞，质量在该星系的整体恒星质量的10%-100%之间。这个质量比更靠近地球的黑洞大得多；银河系中心黑洞只占银河系恒星质量的约0.1%。加拿大麦吉尔大学的天体物理学家Daryl Haggard说：“能看到这么早期的一个超大质量黑洞简直不可思议。
”一些天文学家倾向于一种理论，即早期黑洞来自“光”——相对低质量——种子，这些种子诞生于宇宙最早一批恒星爆炸时。但UHZ1的年龄与此相悖：4.7亿年的时间还不足以让宇宙诞生，也不足以让恒星形成和死去，或是让黑洞生长。
研究结果支持了另一种观点，即早期黑洞诞生于气体云坍缩时形成的“重量级”种子。
该研究共同作者、耶鲁大学天体物理学家Priyamvada Natarajan说：“我们相信这是支持重性种子假说的有力证据。”原文以Giant black hole is one of the earliest ever seen—with clues for how these weird objects form标题发表在2023年11月6日《自然》的新闻版块上。