天文学家们已经发现了一个最遥远——因而也是最古老——的 黑洞。这个黑洞位于 CAPERS-LRD-z9 星系，很可能形成于 133 亿年前，也就是大爆炸后仅 5 亿年。但 詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 的最新发现意味着我们可能会在所谓的 小红点 (Little Red Dots) 中发现许多类似的黑洞。
专家们大约在三年前开始注意到这些 小红点。2022 年 12 月，JWST 收集的数据显示，这些数量众多、前所未见的微光来自于宇宙黎明时形成的极其遥远的古老结构。进一步分析表明，其中约 70% 的小红点显示出气体以每小时 200 万英里的速度盘旋的迹象——这是超大质量黑洞周围吸积盘的有力证据。在许多情况下，类似的吸积黑洞是活动星系的典型标志，但天文学家需要更仔细地检查证据。
经过多年的后续研究，一个由德克萨斯大学奥斯汀分校 宇宙前沿中心 牵头的国际研究团队表示，他们现在可以证实 CAPERS-LRD-z9 包含了迄今为止探测到的最古老的超大质量黑洞。
宇宙前沿中心研究员、该研究的首席作者 Anthony Taylor 在一份声明中说：“在寻找黑洞时，这已经接近我们实际上能追溯到的最远距离了。我们确实在不断突破现有技术可探测的极限。”
8 月 6 日发表在《天体物理学杂志》上的证据来自 JWST 的 CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey (CAPERS) 项目。在所有技术阵列中，CAPERS 使望远镜能够观测到目前可能观测到的最外围空间。为了确定 CAPERS-LRD-z9 的真实身份，专家们对其光发射进行了光谱分析，以寻找快速移动的气体。当气体落入黑洞时，从地球视角看，远离的气体会被拉伸成更红的波长，而朝向地球的气体则会被压缩成蓝色的波长。
Taylor 说：“很少有其他天体会产生这种信号。而这个星系就具有这种信号。我们在其他星系中也看到过这些气体云。当我们将这个天体与其他来源进行比较时，它简直一模一样。”
进一步的检查显示，虽然“小红点”在如此远的距离上看起来可能“小”，但这个名字有点误导。CAPERS-LRD-z9 中心黑洞的大小被认为可达太阳的 3 亿倍，其质量相当于其星系一半恒星的质量。这使得它即使与其他超大质量黑洞相比，也显得格外巨大。
它的尺寸所带来的启示对天文学家来说尤为引人注目。虽然较新的黑洞有充足的物质可以吞噬，但理论上，对于一个诞生于宇宙最初 5 亿年内的黑洞来说，情况并非如此。
宇宙前沿中心主任、该研究的联合作者 Steven Finkelstein 说：“这进一步证明了早期黑洞的生长速度远超我们之前的想象。或者它们的初始质量比我们的模型预测的要大得多。”
展望未来，该团队希望从 JWST 获得更高分辨率的观测数据。
Finkelstein 解释说：“‘小红点’的发现是早期 JWST 数据的一大惊喜，因为它们与哈勃太空望远镜看到的星系毫无相似之处。现在，我们正在努力弄清楚它们是什么样的，以及它们是如何形成的。”
