古老黑洞揭宇宙黎明奧秘

由美國德克薩斯大學奧斯丁分校科學家領銜的國際天文學家團隊，利用韋伯空間望遠鏡，捕捉到宇宙大爆炸後僅五億年就已存在的超大質量黑洞。它的質量相當於三億個太陽的質量，並以一百三十三億歲“高齡”刷新了迄今發現最古老黑洞紀錄，為揭開宇宙黎明時期的奧秘打開了新窗口。

天文學家普遍認為，黑洞是由龐大的恆星塌縮所產生，並且透過不斷吞噬氣體、塵埃、恆星和其他黑洞來成長。當它們飽餐一頓時，黑洞周圍的吸積盤物質，會因為高速運動相互摩擦而升至極高溫度，並且發射出可以被望遠鏡探測到的明亮輻射，若是位於星系核心附近，因有大量物質或恆星提供黑洞成長，就會進一步演化成活躍星系核心。至於要如何發現宇宙初期的黑洞呢？因為天體距離我們愈遠，所發出的光線波長就愈長，所以研究團隊就運用擅長觀測紅外線波段的韋伯空間望遠鏡，來搜尋宇宙初期黑洞。果然順利地捕捉到了由初期黑洞周圍的吸積盤物質，相互摩擦加熱所發出具有特殊光譜特徵的微弱輻射，而確認它們的存在。

在最新的研究中，天文學家借助光譜學，將光分成許多不同波長來研究物體特徵。當氣體繞黑洞旋轉並落入黑洞時，遠離地球的氣體發出的光會被黑洞拉伸成更紅的波長；而靠近地球的氣體發出的光則會被壓縮成更藍的波長。這種紅藍交錯的光譜成為分析遙遠物體物理性質的獨特武器。

研究團隊此次通過分析韋伯空間望遠鏡CAPERS項目——旨在確認和研究最遙遠星系的光譜數據，發現目標星系“CAPERS-LRD-z9”呈現獨特的“小紅點”特徵。這類誕生於宇宙嬰兒期（前十五億年）的星系通常體積緊湊、色澤紅豔且異常明亮。

研究團隊進一步研究發現，超大質量是“CAPERS-LRD-z9”星系中意外亮度的來源，且該黑洞的質量估計為太陽的三億倍。該黑洞也是目前已確認的最遙遠的黑洞，其能通過壓縮並加熱所吞噬的物質，產生巨大的光和能量。

團隊表示，新發現星系有助於揭示“小紅點”星系呈現明亮紅色的原因。這可能是由於黑洞周圍存在一團厚厚的氣體雲，將穿過的光線扭曲成更紅的波長。在早期宇宙中發現如此巨大的黑洞，也為研究這些天體的演化歷程提供了寶貴的機會。天文學家推測，要麼它在誕生初期就擁有超乎想像的“原始體重”；要麼其成長速度比現有模型預測的快得多。天文學界普遍關注以上發現對宇宙學和天體物理學的深遠影響。天文學家指出，“CAPERS-LRD-z9”黑洞不僅刷新了黑洞年齡與質量的紀錄，也提示早期宇宙中存在快速形成巨大黑洞的機制。

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