天文学家已经确认了迄今为止最早、最遥远的黑洞，而且在其所处时代，它的规模大得惊人。
这个黑洞位于名为CAPERS – LRD – z9的星系中。在大爆炸仅5亿年后，当时宇宙的年龄仅为当前的3%，它的质量就已约为太阳的3亿倍。
此外，这一发现为一类古老而神秘的天体——小红点（LRDs）带来了新的认识。小红点是早期宇宙中令人费解的明亮、小型红色天体，它们在大爆炸后约6亿年出现，不到10亿年后便开始消失。
直到最近，凭借詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）前所未有的红外探测能力，我们才揭示了小红点的存在。通过它，我们能够探索宇宙最早期的宇宙黎明时期，这也是宇宙最红的时期，因为到达JWST的光线在穿越不断膨胀的时空结构的漫长旅程中，被拉伸成了更红的波长。
新确认的位于CAPERS – LRD – z9中心的超大质量黑洞，被称为活动星系核（AGN），即星系中心明亮且快速吸积物质的黑洞。它看起来呈红色，是因为被气体和尘埃构成的发光茧所包裹，这或许使它成为科幻作品中才有的 “黑洞恒星”。
这个超大质量黑洞的引力将周围的气体加速到每秒约3000公里（1864英里）的惊人速度，即光速的1%。正是这些气体风，帮助天文学家通过光谱学揭示了黑洞的存在。
“没有太多其他事物能产生这种特征，” 该研究的主要作者、得克萨斯大学奥斯汀分校的天体物理学家安东尼·泰勒解释道。
光谱学将入射光分解为不同波长，产生能揭示物体信息的光谱。在这种情况下，当黑洞周围气体发出的光波远离观察者时，会被拉伸并变得更红；相反，当它朝向观察者移动时，光会被压缩并变蓝。这些变化揭示了物体的速度。
重要的是，对CAPERS – LRD – z9的光谱学确认，支持了小红点包含超大质量黑洞这一观点，“超大质量” 甚至都不足以形容：有些在最初的10亿年内质量就达到1000万个太阳质量。相比之下，银河系中心的超大质量黑洞质量约为400万个太阳质量。
小红点中心的黑洞可能不仅是超大质量，甚至是 “超重” 的，其质量与宿主星系恒星质量的比例接近10%到100%。
具体而言，CAPERS – LRD – z9中的超大质量黑洞质量高达约3亿个太阳质量，相当于其星系中所有恒星质量的一半左右。相比之下，更邻近的星系中心黑洞质量可能仅为其恒星质量的0.1%。
从尺寸上看，CAPERS – LRD – z9如此紧凑，即使是JWST也无法分辨其细节。它的直径最大似乎只有1140光年，属于围绕银河系运行的矮星系范畴。
研究人员表示，在宇宙诞ǔ..
如果以黑洞增长的理论上限，即爱丁顿速率增长，这个种子黑洞最初的质量可能约为1万个太阳质量。
或者，它可能起始质量小得多，只有100个太阳质量。那么这个种子就必须以超爱丁顿速率更快地增长，由引力和周围浓厚密集的气体 “强行喂食”。
这些种子本身可能源于大爆炸时产生的原初黑洞。它们也可能由第三星族星（照亮宇宙的神秘首批恒星）的坍缩、致密星团中的 “失控碰撞”，或巨大原初气体云的直接坍缩形成。
总体而言，要在时空上看得更远十分困难：“在寻找黑洞时，这几乎是实际所能达到的极限。我们真的在推动当前技术的探测边界，” 泰勒补充道。
最后，这项研究为小红点是早期宇宙中的短暂现象提供了更多证据，并且它们可能是星系演化的初始步骤，甚至可能催生了银河系本身。
这项研究发表在《天体物理学杂志快报》上。