
韋伯太空望遠鏡(JWST)的最新觀測結果,將人類對宇宙早期歷史的理解推向了新的高度。根據發表於預印本網站arXiv的一項最新研究,天文學家在一個距離地球約134億光年的星系「GHZ2」(又名 GLASS-z12)中,發現了可能存在超大質量黑洞的跡象。若這一發現得到證實,這將是迄今為止已知最古老、最遙遠的超大質量黑洞,其存在時間僅在宇宙大爆炸後的3.5億年。
韋伯望遠鏡的觀測數據顯示,GHZ2 星系的光線歷經134億年的旅行才抵達地球,這使得它成為已知宇宙中最古老的星系之一。研究團隊使用了韋伯望遠鏡的近紅外光譜儀(NIRSpec)和中紅外儀器(MIRI),對 GHZ2 的光譜進行了詳細分析。他們在光譜中發現了異常強烈的發射譜線,這些譜線通常與高能量的物理過程有關,其中最關鍵的是一條被稱為「C IV λ1548」的發射線,來自失去了三個電子的碳原子(三價碳離子)。
美國麻薩諸塞大學阿默斯特分校(UMass Amherst)天文系助理教授、研究共同作者薩瓦拉(Jorge Zavala)解釋說,要使碳原子失去三個電子,需要極度強烈的輻射場。而這種高能輻射通常與活躍星系核(AGN)相關,即星系中心正在吞噬物質的活躍黑洞。這條譜線的強烈表現暗示,GHZ2 內部可能藏有一個正在活躍進食的超大質量黑洞。
然而,GHZ2 仍是一個充滿謎團的星系。研究顯示,其部分光譜線可以用恆星形成來解釋,但那條異常強烈的碳譜線則指向黑洞的存在。這意味著 GHZ2 的光芒可能是由多種來源混合而成,包括正常恆星和一個饑餓的超大質量黑洞,甚至是更奇特的「超大質量恆星」。
研究團隊強調,雖然這一發現令人振奮,但仍需更多高解析度光譜觀測來最終確認。如果能證實 GHZ2 確實擁有活躍星系核,它將成為研究黑洞起源理論的絕佳實驗室。這一發現有助於科學家探討超大質量黑洞在宇宙誕生初期的形成機制,究竟是來自恆星坍塌的「輕種子」,還是直接由氣體雲坍縮而成的「重種子」。
韋伯望遠鏡的這一觀測結果不僅擴展了人類對宇宙早期結構的理解,還為進一步探索宇宙最古老星系中的超大質量黑洞提供了新的線索。隨著更多數據的積累和分析,科學家有望揭開更多宇宙早期的秘密。