詹姆斯·韦伯太空望远镜探测到有史以来最远的活动超大质量黑洞

超过100，000个星系的全景图被称为宇宙进化早期释放科学(CEERS)调查。(图片鸣谢:图片:美国宇航局，欧空局，加空局，史蒂夫·芬克尔斯坦(UT奥斯汀)，米凯拉·巴格利(UT奥斯汀)，丽贝卡·拉森(UT奥斯汀)。图像处理:艾丽莎·帕甘(STScI))

（蜘蛛网eeook.com）据美国太空网（罗伯特·李）：詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)已经探测到迄今为止最远的活动超大质量黑洞。

拥有古老黑洞CEERS 1019的星系形成于宇宙历史的早期，仅在大爆炸后5.7亿年。位于CEERS 1019中心的活跃超大质量黑洞不同寻常，不仅因为它的年龄和距离，还因为它的重量只有900万个太阳质量，这意味着它比太阳重900万倍。通常，早期宇宙中大多数超大质量黑洞的重量超过10亿个太阳质量，使它们更亮，更容易被探测到。

位于CEERS 1019中心的黑洞相对较小，这有点令人困惑。根据位于巴尔的摩的空间望远镜科学研究所的一份声明，该研究所管理着JWST的科学操作，“仍然很难解释它是如何在宇宙开始后这么快就形成的。”天文学家长期以来一直怀疑较小的黑洞一定是在宇宙早期形成的，但这些观察是第一次如此详细地看到它们。

“研究人员很早就知道在早期宇宙中一定存在低质量黑洞。缅因州沃特维尔科尔比学院的戴尔·科切夫斯基说:“韦伯是第一个能如此清晰地捕捉到它们的天文台。”他领导了三项利用JWST望远镜窥视遥远宇宙的新研究中的一项。"现在我们认为低质量黑洞可能到处都是，等待被发现."

CEERS 1019中的黑洞是利用詹姆斯·韦伯太空望远镜收集的数据发现的，这些数据是宇宙进化早期释放科学(CEERS)调查的一部分，该研究计划旨在测试和验证在大熊座和博尔特星座之间的空间区域追溯宇宙历史的方法。为调查收集的数据已经让天文学家兴奋不已。

“到目前为止，关于早期宇宙中物体的研究在很大程度上是理论性的，”德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学家史蒂文·芬克尔斯坦说，他领导了CEERS调查，并与人合著了一份使用JWST数据的CEERS 1019研究报告。“有了韦伯，我们不仅可以在极远的地方看到黑洞和星系，我们现在还可以开始精确地测量它们。这就是这台望远镜的巨大威力。”

这张图显示了宇宙中目前已知的最遥远的活跃超大质量黑洞的探测结果。最遥远的黑洞是CEERS 1019，它存在于宇宙大爆炸后5.7亿年。CEERS 746在大爆炸后10亿年被探测到。第三名目前属于CEERS 2782，它存在于宇宙大爆炸后11亿年。(图片鸣谢:图片:NASA、ESA、CSA、Leah Hustak (STScI)。科学:史蒂夫·芬克尔斯坦

JWST能够收集大量关于CEERS 1019的光谱数据，这些电磁信号揭示了该星系的化学成分、质量和其他属性。数据显示，该星系正在积极产生新的恒星，这可能是与另一个星系合并的结果，该星系正在为CEERS 1019的中央黑洞提供活动。

JWST收集的CEERS 1019的光谱数据。刚过4.7微米的白色峰值代表氢。韦伯的数据符合两个模型，因为不止一个来源负责数据的形状。底部的宽模型，用黄色表示，符合黑洞活动吸积盘中更快的气体涡旋。有高峰的紫色模型适合星系中较慢的气体；这是正在活跃形成的恒星发出的光。(图片鸣谢:图片:NASA、ESA、CSA、Leah Hustak (STScI)。科学:史蒂夫·芬克尔斯坦(UT奥斯汀)，丽贝卡·拉森(UT奥斯汀)，巴勃罗·阿拉巴尔·哈罗(国家科学基金会的诺贝尔实验室)

除了检测CEERS 1019中心的黑洞，该调查还发现了另外两个“轻量级”黑洞，它们的质量比在那个距离的黑洞中通常看到的质量要小。

这两个黑洞位于CEERS 2782和CEERS 746星系的核心，分别形成于大爆炸后11亿年和10亿年。每颗大约有1000万个太阳质量。

相比之下:位于我们银河系中心的黑洞，被称为人马座A*，比太阳大430万倍。但对于一个现代超大质量黑洞来说，这是相当轻的。例如，位于M87星系中心的庞然大物拥有大约65亿个太阳质量。

第一个光谱证明了CEERS 2782黑洞在大爆炸后仅存在了11亿年，在127亿年前发出了它的光。韦伯的数据也显示它没有尘埃。第二颗，CEERS 746，存在时间稍早，在宇宙大爆炸后10亿年，但是它明亮的吸积盘仍然部分被尘埃遮蔽。(图片鸣谢:图片:NASA、ESA、CSA、Leah Hustak (STScI)。科学:史蒂夫·芬克尔斯坦(UT奥斯汀)，丽贝卡·拉森(UT奥斯汀)，巴勃罗·阿拉巴尔·哈罗(国家科学基金会的诺贝尔实验室)

利用JWST的CEERS调查数据，总共发现了11个星系，这些星系被认为形成于大爆炸后4.7亿至6.75亿年之间。研究人员表示，对这些星系的研究产生的数据可能会彻底改变天文学家对恒星和星系在整个宇宙历史中如何形成和演化的理解。

“韦伯传回的大量非常详细的遥远星系光谱让我不知所措，”NOIRLab的巴勃罗·阿拉巴尔·哈罗说，他是使用CEERS巡天的一项研究的主要作者。“这些数据绝对令人难以置信。”

使用CEERS调查数据的三项独立研究已被《天体物理学杂志快报》接受发表，并可在预印本服务器arXiv上获得。