有史以來最早的黑洞，在時間的黎明被發現

從時空鴻溝中閃爍的微光是最早的黑洞我們見過。

由劍橋大學天體物理學家羅伯托·馬約利諾（Roberto Maiolino）領導的團隊探測到的光是黑洞宿主星系發出的火焰，因為它無情地向事件視界旋轉。在4億年后出現大爆炸，這個黑洞已經很大了——大約是太陽質量的160萬倍。

這一發現似乎證實了早期宇宙中超大質量黑洞形成的直接坍縮模型，而不是從大恒星質量的東西中漫長而緩慢的吸積過程。

“在宇宙中看到如此巨大的黑洞還為時過早，因此我們必須考慮它們可能形成的其他方式，”Maiolino說。

“非常早期的星系非常富含氣體，所以它們就像自助餐一樣黑洞."

有問題的星系是我們以前見過的星系。它被命名為GN-z11，它是幾年前發現根據哈勃望遠鏡的觀測，它是我們在宇宙中看到的最早的星系——它的光已經傳播了 134 億年才到達我們身邊（大爆炸發生在大約 138 億年前）。此后，這一記錄被打破了詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的觀測結果（JWST），但 GN-z11 還遠未完成。

JWST在GN-z11發現后發射升空，為觀察遙遠的宇宙提供了前所未有的靈敏度。因此，Maiolino和他的團隊使用新的太空望遠鏡對GN-z11進行了比哈勃望遠鏡更詳細的觀察，以了解可能潛伏在遙遠星系中心的東西。

JWST的觀測捕獲了來自銀河系的光譜，研究人員在詳細分析中將其分開，以了解GN-z11的光是如何產生的。在光譜中，他們發現了吸積的特征 - 黑洞吞噬物質的過程。

眾所周知，黑洞本身不會產生光。在一定程度上接近黑洞的中心，稱為事件視界，引力變得如此強大，以至于光的速度不足以逃脫它的拉力。但在事件視界之外，物質在黑洞周圍的極端環境中旋轉和翻騰，形成一個送入其中的圓盤。

這個吸積盤絕對閃耀著光芒，在重力和摩擦的加熱下，主宰著其宿主星系的光芒。研究人員發現，這是照亮GN-z11的光源。

事實上，黑洞的進食速度如此之快，以至于它可能會扼殺嬰兒星系：當它進食時，一個黑洞開始散發出來強大的核風這最終會吹走銀河系中所有的恒星形成氣體，導致一個靜止的物體在太空中平靜地漂流，形成很少的新恒星。

研究人員認為，GN-z11是一個非常小的星系，比銀河系小100倍左右。按照它的黑洞似乎正在進食的速度，氣體很快就會被掃到星際空間。在這個過程中，這將切斷黑洞的生長，因為它吹走了任何可以用作“食物”的物質。

黑洞的大小太大了，不可能是在大爆炸后的4億年里由恒星大小的東西形成的;但在這方面，它可以加入俱樂部。天文學家認為，在早期宇宙中，黑洞可能直接由巨大物質團塊的引力坍縮形成。

此外，由于星系的中心似乎都有一個黑洞，因此有理由認為任何早期用JWST發現的星系也會有黑洞。

但GN-z11是最早被證實和測量的，在宇宙誕生之初，在被稱為再電離時代.在這個時代之前，空間是不透明的;只有當物質被再電離時，空間才變得透明，光才能自由流動。

宇宙學的一個亟待解決的問題是電離輻射的來源。GN-z11表明黑洞發揮了作用。

“GN-z11是[早期宇宙]中第一個在光譜學上得到證實的超亮星系，并且對它進行如此詳細的光譜分析是可行的。研究人員在他們的論文中寫道.

“我們的分析揭示的活躍星系核情景為GN-z11的異常光度提供了自然的解釋。如果這代表了JWST在早期宇宙中發現的更廣泛的發光星系，那么它將大大緩解模型和模擬的緊張關系，并可能表明活動星系核在宇宙再電離中發揮更強的作用。

該研究已發表在自然界.

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