美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到了超大质量黑洞在其周围星系之前就存在的直接证据。这个名为 Abell2744-QSO1 的天体在大爆炸后约 7 亿年出现。它的质量约为太阳的 5000 万倍，构成了观测到的大部分结构。
研究人员绘制了黑洞周围气体运动的地图。数据证实他统治着这个系统。这一发现挑战了已发育星系中恒星形成黑洞的经典模型。
图像显示通过引力透镜放大的微小物体
Abell2744-QSO1 属于小红点类。它看起来被星系团 Abell 2744（称为潘多拉星团）放大了三倍。宿主星系直径仅为 1,300 光年。它的光传播了超过 130 亿年才到达韦伯的仪器。
NIRCam 仪器在黑暗的太空背景下记录了数百个明亮的物体。 QSO1 的三幅图像带有识别框，十分醒目。 QSO1A 版本显得更大、更锐利。观测结果结合成像和光谱学来分析气体的成分和速度。
- QSO1星系的直径为1,300光年。
- 中心黑洞至少占总质量的三分之二。
- 周围的气体几乎完全由氢气和氦气组成。
- 环境的金属丰度小于太阳金属丰度的0.5%。
- 该物体存在于大爆炸后 7 亿年。
气体运动揭示了质量集中在中心
天文学家使用 NIRSpec 摄谱仪的积分场单元。他们绘制了黑洞周围氢的旋转速度。该模式遵循开普勒运动，就像行星绕太阳运行一样。这表明质量集中在中心点。
该分析使得直接计算黑洞的质量成为可能。该值达到了约 5000 万太阳质量。之前基于间接估计的结果已经表明该数字已接近 4000 万。新的测量验证了对其他遥远物体使用的假设。
黑洞在总质量中所占的比例非常大。在附近的星系中，这些物体只占很小的一部分。在这里，它远远超过了周围的恒星物质。环境中几乎没有恒星产生的重元素。
化学成分强化了原始情景
成分图显示氢和氦占主导地位。氧气或其他金属的痕迹非常少。这一特征表明该系统以前几乎没有恒星活动。黑洞的形成并不依赖于大规模的恒星塌缩。
剑桥大学的 Roberto Maiolino 强调了直接测量的重要性。它是大爆炸后不到十亿年里的第一个此类事件。结果与之前的间接测量结果一致，表明在其他情况下没有高估质量。
同样来自剑桥的弗朗西斯科·德尤金尼奥指出，基于本地宇宙的假设似乎也适用于遥远的宇宙。这一确认减少了有关原初黑洞的不确定性。
发现表明早期宇宙中存在重种子
黑洞的不成比例的大小表明巨大气体云的直接形成或坍缩。它不需要从较小的种子逐渐生长。这为大爆炸后不久形成的原始黑洞假说铺平了道路。
剑桥大学研究生伊格纳斯·尤兹巴利斯 (Ignas Juodžbalis) 领导了部分分析。他指出，黑洞似乎是在恒星发生重大变化之前就出现的。该团队目前正在研究其他小红点，看看这种现象在年轻的宇宙中是否常见。
詹姆斯·韦伯继续观察类似的物体。研究人员试图了解超大质量黑洞是否普遍存在于今天拥有它们的星系之前。该望远镜是 NASA、Esa 和 CSA 合作的成果，使我们能够以前所未有的细节研究宇宙的结构和起源。
对宇宙演化模型的影响
这一观测改变了人们对早期宇宙结构形成节奏的理解。先前的理论预测星系首先形成，然后为中心黑洞提供能量。 QSO1 至少在某些情况下建议相反的路径。
黑洞的低金属丰度和优势表明其环境尚未经过化学演化。这有助于解释如此巨大的物体为何会如此早出现。国际团队继续分析韦伯数据以完善场景。
该研究发表在《自然》和《皇家天文学会月刊》等期刊上。它强化了詹姆斯·韦伯在修正早期宇宙范式中的作用。新的观察应该会带来有关这些神秘物体的更多细节。美国宇航局的詹姆斯·韦伯望远镜揭示了在星系形成之前形成的黑洞（
