天文学家在探索宇宙奥秘的征程中取得了重大突破——一支国际科研团队借助詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)与引力透镜效应,首次在距离地球超百亿光年的星系中,成功测量出早期宇宙中一个休眠黑洞的质量。这一发现不仅刷新了休眠黑洞的最远观测纪录,更为研究宇宙演化提供了关键线索。
长期以来,天文学家主要依赖明亮的类星体——即正在吞噬物质的超大质量黑洞——来研究早期宇宙。然而,这些活跃的黑洞仅能展现宇宙故事的一部分。此次发现的休眠黑洞位于MRGM0138星系,其形成可追溯至宇宙仅30亿岁时,质量约为太阳的60亿倍。这一发现将休眠黑洞的最远观测距离提升了15倍,相关成果发表于《科学》杂志。
休眠黑洞因不主动吞噬物质而难以探测,但它们对周围恒星的引力影响仍可被捕捉。研究团队通过追踪MRGM0138星系中心恒星的运动轨迹,间接推算出黑洞的质量。这种方法类似于测量银河系中心黑洞质量的技术,但首次应用于如此遥远的星系——此前最远记录仅为7亿光年。
关键突破在于引力透镜效应的运用。地球与MRGM0138之间存在一个前景星系团,其强大的引力场像天然透镜一样,将遥远星系的光线弯曲并放大30倍。这一“宇宙放大镜”使研究团队得以清晰观测星系内部结构,捕捉到黑洞影响范围内恒星速度的微妙差异,从而完成质量测量。
研究还揭示了星系与黑洞的协同演化关系。MRGM0138星系目前处于休眠状态,不再形成新恒星,暗示其过去可能存在一个明亮的类星体。随着黑洞快速成长,它释放的能量可能加热或驱逐了形成恒星所需的气体,从而终止了恒星诞生过程。这一发现为理解星系质量与黑洞质量之间的紧密联系提供了早期宇宙的实证。
黑洞是宇宙中引力极强的天体,由大质量恒星耗尽燃料后核心坍缩形成。其引力场强大到连光都无法逃脱,因此无法直接观测,只能通过周围物质形成的吸积盘辐射、引力透镜效应等间接探测。作为广义相对论预言的天体,黑洞对研究宇宙结构与演化具有重要意义。











