一个国际科研团队近日宣布，他们借助欧洲空间局的欧几里得空间望远镜，发现了31个迄今为止最古老的类星体，其中包括两个已知最早的类星体。这些类星体诞生于宇宙仅约6.7亿岁时，其亮度相当于一万亿个太阳，为研究宇宙早期巨型黑洞的形成提供了关键线索。
类星体是宇宙中最明亮的天体之一，其光芒源于超大质量黑洞吞噬物质时释放的巨大能量。有些类星体的亮度甚至超过整个星系，使天文学家能够观测到它们跨越超过130亿年的宇宙历史。此次发现的31个类星体，可追溯到宇宙年龄仅为当前约5%的时期，其中14个的红移值达到7或更高，最古老的两颗红移值分别为7.69和7.77，打破了此前由同一团队创造的距离纪录。
研究共同作者、加州大学圣巴巴拉分校与莱顿大学联合任职的物理学教授约瑟夫·亨纳维表示，这些“怪物”黑洞的质量是太阳的数十亿倍，在宇宙早期就已存在，但其如何如此迅速地变得如此巨大仍是未解之谜。他指出，每往回追溯一步时间，这个谜题就变得更加令人困惑：宇宙是如何在如此短的时间内产生超大质量黑洞的？
搜寻宇宙早期的类星体极其困难。大爆炸后不到约7.7亿年就存在的类星体异常罕见，因为当时只有少数星系成长到足够大的规模来产生它们。即使存在，其微弱的光线也容易被误认为是距离地球近得多的恒星。随着空间膨胀，来自这些古老天体的光会从紫外线被拉伸到近红外波长，与地球大气的自然红外辉光重叠，使得从地面望远镜探测变得极其困难。
莱顿大学Hennawi研究组的博士生、第一作者杨大明解释，在成像观测中，每一个类星体都对应着银河系和附近星系中数千颗看起来几乎一模一样的恒星。而且由于这些类星体的光在如此遥远的距离上会被拉伸到红外波段，需要既足够广阔以捕捉这些稀有天体、又足够深入以探测它们微弱光线的观测项目。在地面上，这种搜索几乎是不可能的，科学家们需要一台位于地球大气层之上的望远镜。
欧几里得空间望远镜的发射改变了这一局面。该望远镜在地球的红外朦胧层之上运行，能够探测到地面观测站难以轻易观测到的、遍布广阔天空区域的暗弱天体。利用欧几里得广域巡天的数据，研究人员发现了这31个古老类星体。当巡天完成时，它将绘制超过整个天空三分之一的区域。
杨大明称，Euclid是真正的游戏规则改变者。以前，只能找到少数最明亮的古老类星体，但Euclid让科研人员能更高效地在广阔的天空区域搜索，捕捉更微弱的光线。它是类星体搜寻的独特工具。
研究人员已对新样本中第二古老的类星体进行了更深入的观察。他们发现它位于一个充满尘埃、气体丰富且正在经历剧烈恒星形成的星系内部，这为窥见最早的超大质量黑洞的家园提供了难得的视角。这些类星体来自再电离时代，这是一个关键时期——当时第一批恒星和星系通过电离大爆炸后充满空间的中性氢改变了宇宙，为今天所看到的宇宙奠定了基础。
望远镜技术和数据分析的进步正迅速将天文学推向宇宙更遥远的过去。人们花了十多年时间才发现首批约10个红移值为7或更大的类星体，而欧几里得望远镜在不长的时间里就发现了比这更多的数量，使这类异常古老天体的已知数量增加了一倍多。Hennawi的团队花了数年时间开发这些发现背后的软件，新发现的类星体中有三分之二（包括三个最遥远的）是在凯克望远镜得到确认的。
该团队的下一个目标是发现首个红移超过8的类星体，这将揭示宇宙诞生最初6.3亿年内的一个天体。已获批的詹姆斯韦布空间望远镜观测项目将测量这些黑洞的质量，研究其周围的气体，并利用它们的光线追踪再电离过程的展开。与此同时，阿塔卡马大型毫米波阵列将研究其宿主星系内部的尘埃、气体和恒星形成情况。
