https://www.dprenvip.com/wp-content/uploads/2025/12/early-universe-supermassive-black-hole-james-webb-jwst-esa-2025-12-09-1-weic2522b-298×300-1.jpg这是詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)利用近红外相机(NIRCam)观测到的星系团「MACS J1149·5+2223」的一部分。它位于狮子座方向,距离约55亿光年。图像宽度相当于满月视直径的约1/12(2·40×2·42角分)。
尽管对人类肉眼而言视野极窄,但仍捕捉到无数星系闪耀的景象,包括明亮的旋涡星系和模糊的椭圆星系等。其中一个是本次的“主角”,你知道它在哪里吗?
早期宇宙中大量存在的“小红点(LRD)”
以斯洛文尼亚卢布尔雅那大学/意大利罗马天文台的Roberta Tripodi为首的研究团队发表成果称,在约132亿年前(大爆炸后5·7亿年)的星系中,确认存在活跃成长的超大质量黑洞。
尽管在狭窄视野中只是一个小点,但它是传递早期宇宙谜团的珍贵存在。詹姆斯·韦布空间望远镜发射近4年、科学观测近3年半,已捕捉到多个遥远早期宇宙的点状天体。
这些天体在NIRCam红外波段中波长较长(类比肉眼可见的红色),因此被称为「LRD(Little Red Dot,小红点)」。LRD本质尚未明确,但已知其在大爆炸后约6亿年大量出现,15亿年后迅速减少。
部分LRD显示活动星系核(AGN)迹象,被认为可能是拥有快速成长黑洞的星系。CANUCS-LRD-z8·6就是这类LRD之一。注:AGN是星系中心放射强电磁波的狭窄区域,动力来自超大质量黑洞。
LRD中存在快速成长的超大质量黑洞吗?
Tripodi团队分析CANUCS-LRD-z8·6的光谱(电磁波各波长强度分布)后,发现存在围绕某天体高速旋转的电离气体。该特征与围绕超大质量黑洞旋转下落的物质一致,因此团队结论其存在超大质量黑洞。
值得注意的是质量:推定黑洞质量约为太阳的1亿倍(6000万至1·6亿倍)。此外,该星系质量约太阳45亿倍,但尺寸紧凑且金属(氢氦以外重元素)含量少。
金属含量通过恒星核聚变或超新星爆发增加,因此金属少且小的CANUCS-LRD-z8·6处于星系进化初期。以往观测发现星系与中心黑洞质量相关,二者同步成长。
但对比该星系与黑洞质量,发现黑洞相对异常沉重,暗示早期宇宙中黑洞可能比星系成长更快,即使小星系也可能诞生黑洞并加速成长。
卢布尔雅那大学团队负责人Maruša Bradač教授评论:“这是理解宇宙首批超大质量黑洞形成的激动人心的一步。”超大质量黑洞是类星体(极明亮AGN)的动力来源,研究早期快速成长的黑洞或能揭示其与后期类星体的关联。
团队计划用JWST和ALMA望远镜追加观测,调查星系低温气体与尘埃,深入理解黑洞特性。
编注:文中距离采用“光行距离”,即天体光到达地球的移动距离。
参考文献:
ESA/Webb – Webb witnesses a feasting supermassive black hole in the early Universe
Tripodi et al. – Extreme properties of a compact and massive accreting black hole host in the first 500 Myr (Nature Communications)

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