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詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）的研发目标之一是探索超大质量黑洞（SMBHs）的起源。二十多年来，天文学家一直困惑于这些质量达数百万至数十亿倍太阳质量的引力巨兽，为何能在大爆炸后不到10亿年就已存在。根据最广为接受的宇宙学模型，大质量黑洞通过常规形成与合并过程，没有足够时间成长到如此规模。近期观测挑战了这些模型，支持了另一种假说：SMBHs的“种子”直接源自宇宙气体云的坍缩，即直接坍缩黑洞（DCBHs）。
另一种可能是早期宇宙中存在第三星族恒星，其质量足以留下大质量黑洞遗迹。借助JWST，一个国际团队首次发现了支持早期宇宙存在1000至10000倍太阳质量“怪兽恒星”理论的证据。该团队由瑞士国家科学基金会博士后研究员德维什·南达尔领导，他来自弗吉尼亚大学及哈佛-史密森天体物理中心（CfA）的理论与计算研究所（ITC），成员还包括朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所（ICG）的高级讲师丹尼尔·惠伦等学者。
团队利用JWST分析了GS 3073星系的化学特征，该星系由拉蒂夫、惠伦及相关机构同事于2022年首次发现。当时，发现团队注意到其极端的氮氧比（0.46），远高于任何已知恒星或恒星爆发所能解释的水平。这使他们推测，第三星族恒星形成于大爆炸后数亿年的冷气体湍流中。GS 3073中心存在活跃吸积的黑洞，可能是这类怪兽恒星的遗迹，这也解释了韦伯望远镜探测到的早期类星体现象。
类星体又称活动星系核（AGNs），由星系中心的SMBHs加速下落的气体和尘埃至接近光速引起，过程中释放巨大能量，使核心区域暂时亮度超过盘内所有恒星。南达尔表示：“化学丰度就像宇宙指纹，GS 3073的模式与普通恒星截然不同，仅匹配数千倍太阳质量的原初恒星。这表明第一代恒星塑造了早期星系，并可能是今日SMBHs的种子。”
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这些发现为大爆炸后38万至10亿年的“宇宙黑暗时代”提供了新见解。此前该纪元因光线微弱无法观测，需借助JWST的红外光学技术。研究人员预测，未来将发现更多类似氮过剩的星系，进一步验证怪兽恒星的存在。惠伦称：“这解决了20年的谜团，首次证实怪兽恒星存在。它们短暂燃烧后坍缩为黑洞，留下化学痕迹，如同宇宙中的恐龙——巨大、原始且寿命仅25万年，堪称宇宙一瞬。”
