宇宙诞生初期,超大质量黑洞如何迅速形成?这一困扰天文学界多年的谜题,因31个古老类星体的发现迎来新突破。一个国际科研团队借助欧洲空间局“欧几里得”望远镜的观测数据,在宇宙仅6.7亿岁时便捕捉到这些“宇宙灯塔”的光芒,其中两颗类星体的红移值分别达7.69和7.77,成为迄今已知最古老的类星体,其光线穿越130亿年抵达地球,为研究早期宇宙提供了关键样本。
类星体是宇宙中最明亮的天体之一,其能量源于超大质量黑洞吞噬物质时释放的剧烈辐射。部分类星体亮度甚至超越整个星系,使天文学家得以跨越时空,观测到宇宙诞生初期的景象。然而,寻找这些“宇宙婴儿”时期的类星体极为艰难:它们诞生于宇宙大爆炸后不足7.7亿年的“混沌时代”,当时星系数量稀少,且其微弱光线易被地球大气中的红外辉光掩盖,地面望远镜几乎无法探测。
“红移值为7时,我们看到的宇宙年龄不足当前6%。”研究团队成员、加州大学圣巴巴拉分校教授约瑟夫·亨纳维解释道。红移现象是宇宙膨胀导致光线波长拉长的效应,通过测量红移值,科学家可推算天体距离及宇宙年龄。此前,天文学家仅发现少量早期类星体,难以构建完整群体特征,而“欧几里得”望远镜的发射彻底改变了这一局面。
作为首个在地球红外雾霭之上运行的空间望远镜,“欧几里得”具备探测微弱天体的独特优势。其广域巡天项目计划绘制超三分之一天空的地图,仅一年时间便发现31个红移值≥7的古老类星体,数量是过去十多年发现总和的两倍多。研究团队成员、莱顿大学博士生杨大明表示:“地面观测每发现一个此类天体,就有数千颗恒星干扰;而‘欧几里得’让我们能高效扫描广阔天空,捕捉更微弱的光线。”
新发现的类星体中,第二古老的样本位于一个尘埃密布、气体丰富且恒星形成剧烈的星系中,为研究早期超大质量黑洞的诞生环境提供了直接证据。这些天体均诞生于“再电离时代”——宇宙从黑暗走向光明的关键阶段,当时第一批恒星和星系的辐射电离了弥漫的中性氢,塑造了今日宇宙的基本结构。
更令人震惊的是,部分类星体中心黑洞质量已达太阳数亿倍。“宇宙诞生仅数亿年,这些‘怪物’便已存在,它们的形成速度远超理论预期。”亨纳维指出。目前,团队正通过凯克望远镜确认三分之二新发现类星体的数据,并计划利用詹姆斯·韦布空间望远镜测量黑洞质量、分析周围气体,同时借助阿塔卡马大型毫米波阵列研究宿主星系的尘埃与恒星形成活动。
“我们的目标是构建宇宙最初十亿年的类星体编年史。”亨纳维透露,团队下一步将寻找红移超过8的类星体,若成功,将揭开宇宙诞生6.3亿年内的天体奥秘。随着望远镜技术与数据分析的进步,人类正以前所未有的精度回溯宇宙起源,这些古老类星体或许正是解开黑洞形成之谜的关键钥匙。











