天文学家近日宣布,在宇宙早期发现了一颗极为特殊的类星体,其亮度变化幅度之大,刷新了人类对早期宇宙天体的认知。这颗类星体形成于宇宙大爆炸后仅约9亿年,距离地球约129亿光年,其总光度相当于12万亿个太阳,亮度波动幅度达20%,差值相当于2万亿个太阳的亮度。
尽管人类已发现超百万颗类星体,但其中仅约200颗诞生于宇宙大爆炸后的最初10亿年。此前,天文学家从未在如此早期的类星体中观测到如此显著的亮度波动。麻省理工学院卡夫利天体物理与空间研究所的研究团队指出,这颗类星体的亮度变化源于吸积气体流量的剧烈波动,这种现象在附近宇宙的类星体中较为常见,但在早期宇宙中极为罕见。
研究团队借助美国国家航空航天局(NASA)已停止运行的近地天体广域红外巡天探测器(NEOWISE)的历史数据,发现了这颗罕见的闪烁类星体。NEOWISE在14年间对整片天空进行了多次扫描,主要任务是监测潜在危险小行星,但也意外记录下了这颗类星体的亮度变化。由于宇宙膨胀效应,这颗类星体的光线波长被拉长至红光波段(红移),导致其亮度波动周期从原本的数日延长至数月。
研究团队成员安娜-克里斯蒂娜·艾勒斯解释道,这颗类星体的亮度变化毫无规律,如同“风中摇曳的烛火”。通过分析其不同波段的亮度变化,团队推断其吸积盘结构极为扁平,形似薄饼。这一发现挑战了现有理论——早期类星体的吸积气体云应呈松散蓬松的厚环状结构,只有演化成熟的类星体才会形成扁平吸积盘。
这一发现表明,超大质量黑洞在形成初期可能经历了极为快速且混乱的演化阶段,远早于它们成为明亮类星体的时期。近年来,詹姆斯·韦伯空间望远镜在早期宇宙中发现的“小红点”(即早期星系)也支持了这一观点:超大质量黑洞可能由气体云直接坍缩形成,其诞生速度远超人类此前认知。
目前,研究团队正计划利用詹姆斯·韦伯空间望远镜搜寻更古老的类星体,以进一步验证这一理论。此前人类发现的最古老类星体诞生于宇宙大爆炸后约8.5亿年,而新发现的这颗类星体已展现出远超其年龄的演化特征,暗示宇宙中可能存在更早形成的超大质量黑洞。
该项研究成果已于近期发表在《自然·天文学》期刊上,为理解早期宇宙中超大质量黑洞的形成与演化提供了关键线索。











