有史以来最早的黑洞，在时间的黎明被发现

从时空鸿沟中闪烁的微光是最早的黑洞我们见过。

由剑桥大学天体物理学家罗伯托·马约利诺（Roberto Maiolino）领导的团队探测到的光是黑洞宿主星系发出的火焰，因为它无情地向事件视界旋转。在4亿年后出现大爆炸，这个黑洞已经很大了——大约是太阳质量的160万倍。

这一发现似乎证实了早期宇宙中超大质量黑洞形成的直接坍缩模型，而不是从大恒星质量的东西中漫长而缓慢的吸积过程。

“在宇宙中看到如此巨大的黑洞还为时过早，因此我们必须考虑它们可能形成的其他方式，”Maiolino说。

“非常早期的星系非常富含气体，所以它们就像自助餐一样黑洞."

有问题的星系是我们以前见过的星系。它被命名为GN-z11，它是几年前发现根据哈勃望远镜的观测，它是我们在宇宙中看到的最早的星系——它的光已经传播了 134 亿年才到达我们身边（大爆炸发生在大约 138 亿年前）。此后，这一记录被打破了詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测结果（JWST），但 GN-z11 还远未完成。

JWST在GN-z11发现后发射升空，为观察遥远的宇宙提供了前所未有的灵敏度。因此，Maiolino和他的团队使用新的太空望远镜对GN-z11进行了比哈勃望远镜更详细的观察，以了解可能潜伏在遥远星系中心的东西。

JWST的观测捕获了来自银河系的光谱，研究人员在详细分析中将其分开，以了解GN-z11的光是如何产生的。在光谱中，他们发现了吸积的特征 - 黑洞吞噬物质的过程。

众所周知，黑洞本身不会产生光。在一定程度上接近黑洞的中心，称为事件视界，引力变得如此强大，以至于光的速度不足以逃脱它的拉力。但在事件视界之外，物质在黑洞周围的极端环境中旋转和翻腾，形成一个送入其中的圆盘。

这个吸积盘绝对闪耀着光芒，在重力和摩擦的加热下，主宰着其宿主星系的光芒。研究人员发现，这是照亮GN-z11的光源。

事实上，黑洞的进食速度如此之快，以至于它可能会扼杀婴儿星系：当它进食时，一个黑洞开始散发出来强大的核风这最终会吹走银河系中所有的恒星形成气体，导致一个静止的物体在太空中平静地漂流，形成很少的新恒星。

研究人员认为，GN-z11是一个非常小的星系，比银河系小100倍左右。按照它的黑洞似乎正在进食的速度，气体很快就会被扫到星际空间。在这个过程中，这将切断黑洞的生长，因为它吹走了任何可以用作“食物”的物质。

黑洞的大小太大了，不可能是在大爆炸后的4亿年里由恒星大小的东西形成的;但在这方面，它可以加入俱乐部。天文学家认为，在早期宇宙中，黑洞可能直接由巨大物质团块的引力坍缩形成。

此外，由于星系的中心似乎都有一个黑洞，因此有理由认为任何早期用JWST发现的星系也会有黑洞。

但GN-z11是最早被证实和测量的，在宇宙诞生之初，在被称为再电离时代.在这个时代之前，空间是不透明的;只有当物质被再电离时，空间才变得透明，光才能自由流动。

宇宙学的一个亟待解决的问题是电离辐射的来源。GN-z11表明黑洞发挥了作用。

“GN-z11是[早期宇宙]中第一个在光谱学上得到证实的超亮星系，并且对它进行如此详细的光谱分析是可行的。研究人员在他们的论文中写道.

“我们的分析揭示的活跃星系核情景为GN-z11的异常光度提供了自然的解释。如果这代表了JWST在早期宇宙中发现的更广泛的发光星系，那么它将大大缓解模型和模拟的紧张关系，并可能表明活动星系核在宇宙再电离中发挥更强的作用。

该研究已发表在自然界.

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