新发现揭示了极早期超大质量黑洞

这个系统由一对被命名为IC 694和NGC 3690的星系组成，它们在大约7亿年前擦肩而过。由于这种相互作用，这个系统经历了恒星形成的猛烈爆发。在过去15年左右的时间里，六颗超新星在银河系的外围突然爆发，使得这个系统成为一个杰出的超新星工厂。Credit: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)

（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（by Royal Astronomical Society）：来自德克萨斯大学和亚利桑那大学的天文学家在早期宇宙中已知的最极端的星系之一中发现了一个快速增长的黑洞。星系及其中心黑洞的发现为第一个超大质量黑洞的形成提供了新的线索。这项新工作发表在《皇家天文学会月报》上。

利用位于智利的射电天文台阿塔卡马大型毫米阵列(ALMA)的观测结果，该团队确定了包含这一新的超大质量黑洞的名为COS-87259的星系非常极端，形成恒星的速度是我们银河系的1000倍，并包含超过10亿个太阳质量的星际尘埃。该星系因恒星形成的强烈爆发和其中心不断增长的超大质量黑洞而发出明亮的光。

黑洞被认为是一种新型的原始黑洞——一种被宇宙“尘埃”严重掩盖的黑洞，导致其几乎所有的光都在电磁波谱的中红外范围内发射。研究人员还发现，这个不断增长的超大质量黑洞(经常被称为活动星系核)正在产生一股强大的物质射流，以接近光速的速度穿过宿主星系。

今天，质量比我们的太阳大几百万到几十亿倍的黑洞位于几乎每个星系的中心。对于科学家来说，这些超大质量黑洞最初是如何形成的仍然是个谜，特别是因为这些物体中有几个是在宇宙非常年轻的时候发现的。因为来自这些光源的光需要很长时间才能到达我们这里，所以我们看到的是它们过去的样子；在这种情况下，就在大爆炸后的7.5亿年，大约是目前宇宙年龄的5%。

这个新天体特别令人惊讶的是，它是在相对较小的天空区域被发现的，通常用于探测类似的物体——不到满月的10倍大——这表明在非常早期的宇宙中可能有数千个类似的来源。这是之前数据完全没有预料到的。

我们在早期宇宙中唯一知道的另一类超大质量黑洞是类星体，这是一种活跃的黑洞，相对来说不会被宇宙尘埃遮挡。这些类星体在类似COS-87259的距离上极其罕见，只有几十个位于整个天空中。COS-87259及其黑洞的惊人发现提出了几个关于早期超大质量黑洞丰度的问题，以及它们通常形成的星系类型。

论文的第一作者、现为德克萨斯大学奥斯汀分校博士后的Ryan Endsley说:“这些结果表明，非常早期的超大质量黑洞经常被尘埃严重掩盖，这可能是其宿主星系中强烈的恒星形成活动的结果。这是其他人几年来一直在预测的事情，很高兴看到第一个支持这种情况的直接观察证据。”

在更局部的现代宇宙中也发现了类似的物体，比如Arp 299。在这个系统中，两个星系碰撞在一起，产生了强烈的恒星暴增以及两个星系之一中不断增长的超大质量黑洞的严重遮蔽。

Endsley补充说，“虽然没有人期望在早期宇宙中发现这种物体，但它的发现朝着更好地理解数十亿太阳质量的黑洞如何在宇宙生命早期形成以及最大质量的星系如何最初进化的方向迈出了一步。”