意大利国家天体物理研究所 (INAF) 的天文学家宣布使用詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 发现了一个被称为 BiRD 或大红斑的超大质量黑洞。该物体的质量相当于太阳的 1 亿倍，在类星体 J1030+0524 周围区域被发现，距离地球约 125 亿光年。这一发现是在对 JWST 的 NIRCam 仪器捕获的红外图像进行分析时发现的，突出显示了以前的 X 射线和无线电目录中未记录的明亮点光源。此次探测旨在揭示早期宇宙中这些黑洞的加速增长。
来自 BiRD 的光传播了大约 100 亿年才到达地球，此时的时间被称为宇宙正午，即大爆炸后大约 40 亿年。这一时期标志着恒星形成和银河活动的激烈阶段。黑洞以周围物质为食，形成远距离可见的类星体，但它的光谱特征揭示了将其与一类神秘物体联系起来的特性。
光谱分析证实了独特的成分
研究小组检查了 BiRD 光谱，识别了电离氢（尤其是帕邢伽马线）和氦的吸收线。这些信号使得估计物体的距离和质量成为可能，从而揭示其与其他检测到的红点相比的相对接近度。
INAF 研究负责人兼研究员 Federica Loiacono 强调，光谱并不表明是一颗普通恒星，而是一个活跃的黑洞。化学和物理特性表明致密具有较高的气态和元素比吸收率。
与其他两个类似的红点（例如绰号为“罗塞塔石碑”的红点）进行比较，显示中心黑洞的线宽、吸收和质量相似。
早期宇宙中红点的起源
自 2022 年以来，小红点 (LRD) 已成为 JWST 研究目标，在红外图像中表现为紧凑的微红色斑点。这些物体违背了传统理论，因为它们不会发射动力黑洞所预期的强烈 X 射线。
一种假设认为，LRD 是超大质量黑洞的种子，被厚厚的气体和尘埃层包裹着，这些气体和尘埃层阻挡了 X 射线，但允许红外光通过。 BiRD 因其亮度而引人注目，表明它正处于生长的过渡阶段。
最近的研究估计这些物体一直持续到宇宙正午，这与它们会更快消失的想法相矛盾。该时代LRD的空间密度是围绕表明黑洞种子持续形成的值计算的。
- BiRD：红移 z ≈ 2.33，质量 10^8 太阳质量。
- 罗塞塔石碑：z ≈ 2.26，氦谱线相似。
- RUBIES-BLAGN-1：z ≈ 3.1，有气体流出的迹象。
LRD 中 BiRD 的显着特征
BiRD 与其他 LRD 的不同之处在于其中心位置和 J1030 周围图像的卓越亮度，使其更易于进行详细分析。它的近红外检测揭示了一种主要由电离氢和氦组成的成分，其吸收表明有气体流出。
X射线发射的缺失强化了吸收高能辐射的致密包络理论。研究人员指出，谱线的宽度表明物质绕黑洞旋转的速度很高。
与需要更深入观测的遥远 LRD 相比，这种宇宙邻近性允许进行更精确的研究。 Loiacono 强调了与其他两个已确认物体的相似性，形成了一个罕见的来源家族。
丰度计算表明，当时像 BiRD 这样的 LRD 数量众多，这意味着在大爆炸后数十亿年黑洞种子的形成效率很高。
对黑洞增长的影响
JWST 通过揭示像 BiRD 这样的物体彻底改变了河外天体物理学，这些物体对 ev 模型提出了质疑黑洞的快速解。这些巨星具有很高的初始质量，通过短时间尺度的合并和吸积而成长。
理论认为种子直接由原始气体云塌陷形成，避免了数十亿年达到超大质量的需要。 BiRD 就是这条路径的例证，其质量表明宇宙正午期间的贪婪吸积。
在经过深入研究的领域（例如 J1030）中的检测集成了来自多个仪器的数据，增强了点源目录。未来的观测旨在根据辐射光度和黑洞质量量化 z=2-3 处 LRD 的密度。
JWST 对早期研究的贡献
JWST 的 NIRCam 仪器捕获了校准图像，允许在 J1030 领域进行源编目，将 BiRD 隔离为明亮的异常值。这种红外能力可以穿透宇宙尘埃，揭示以前望远镜中隐藏的结构。
这项研究于 2025 年 10 月 30 日发表在《天文学与天体物理学》杂志上，整合了 JADES 和 UNCOVER 等调查的数据。这些工作从数百个 LRD 中收集了样本，完善了对星系形成的估计。
Loiacono 得出的结论是，JWST 开创了一个发现时代，并计划将分析范围扩大到更多附近的 LRD。这种方法构建了早期宇宙演化的更完整的图景。
这一发现强化了望远镜在揭开宇宙黎明的神秘面纱方面的作用，在宇宙的黎明中，黑洞和星系在动态过程中交织在一起。
