最早的黑洞在時間的黎明被發現，它已經很大了

超大質量黑洞宇宙黎明號的砰砰聲打破了我們見過的最早黑洞的記錄。

它被發現在一個被稱為UHZ1的星系中，距離UHZ1僅4.7億年。大爆炸，那個宇宙還只是一個嬰兒的時期。事實上，黑洞在宇宙中處于如此早期的發展階段，我們以前從未見過——它的質量與圍繞它生長的宿主星系相似。

它是如此遙遠——光線已經傳播了 132 億年才能到達我們——以至于需要錢德拉 X 射線天文臺、詹姆斯韋伯太空望遠鏡 （JWST） 和相對論的怪癖才能找到它，潛伏在時間和空間的陰暗深處。

根據哈佛-史密森尼天體物理中心（CfA）的天體物理學家Akos Bogdan領導的一個團隊的說法，這一發現構成了超大質量黑洞形成模式的關鍵證據，這種模式需要將巨大的氣體云直接引力坍縮成一個超高密度的物體，然后隨著時間的推移變得越來越大。

“速度有物理限制黑洞一旦形成就可以生長，但那些出生時更大的人有一個良好的開端。天體物理學家安迪·古爾丁（Andy Goulding）說普林斯頓大學。“這就像種一棵樹苗，長成一棵全尺寸的樹需要的時間比你只從一粒種子開始要短。”

關于超大質量黑洞的事情是，它們幾乎是難以理解的巨大。人馬座A*是銀河系中心的超大質量黑洞，是一個驚人的黑洞質量是太陽質量的430萬倍——就超大質量黑洞而言，它是相對溫和的。

我們真的不知道這些物體是如何變得如此笨拙的，但有一件事變得非常清楚：有在早期宇宙中，它們的數量更多比我們預期的要多，而且他們是太大了從恒星大小的東西長到那么大，那是在大爆炸后不久。

弄清楚發生了什么的最好方法是看一看，并根據我們觀察到的情況進行推斷，但第一部分說起來容易做起來難。

宇宙黎明，覆蓋了大爆炸后的前十億年左右，確實非常遙遠，那些遙遠的地方的任何光都非常暗淡，非常紅，被擴展時空的延伸.

JWST是有史以來最強大的太空望遠鏡，它以紅光觀察宇宙。即便如此，這還不夠。

為了發現UHZ1，波格丹和他的團隊利用了一種稱為引力透鏡的相對論怪癖。這些之所以存在，是因為一個地方的巨大引力，例如星系團的引力，導致時空本身圍繞它彎曲。任何從宇宙更遙遠的部分穿過彎曲時空的光都可能被放大、復制和扭曲。

UHZ1位于距離地球約35億光年的星系團之外稱為 Abell 2744，其引力導致UHZ1的光放大了四倍。這意味著JWST可以辨別銀河系本身的光;錢德拉能夠辨認出圍繞其中心的超大質量黑洞旋轉的氣體發出的X輻射。

從這顆光中，波格丹和他的團隊估計了黑洞及其周圍星系的質量。如果黑洞以最快的速度侵蝕物質，它的質量是太陽質量的1000萬到1億倍。這與UHZ1星系中其他恒星的質量大致相同組合的，研究人員發現。

通常，黑洞的質量與其宿主星系的質量之比約為百分之零.這里涉及的質量表明，UHZ1及其黑洞仍處于非常幼小的階段 - 黑洞種子一定是由直接坍縮形成的，而不是緩慢的吸積。

“我們認為這是首次發現'超大黑洞'，也是迄今為止獲得的最佳證據，證明一些黑洞是由巨大的氣體云形成的。說天體物理學家耶魯大學的Priyamvada Natarajan（普里亞姆瓦達·納塔拉詹）.“我們第一次看到一個短暫的階段，在這個階段，一個超大質量黑洞的重量與銀河系中的恒星一樣重，然后才落下。

這并不是說慢吸積模型也不能成立，至少對于一些超大質量黑洞來說是這樣。但越來越多的證據表明，至少在非常早期的宇宙中，直接坍縮是制造超大黑洞的最佳方式。

即便如此，我們仍然沒有觸及JWST在早期宇宙中可能發現的表面。時間的朦朧黎明無疑為我們帶來了更多的驚喜。

該研究已被接受自然天文學，可在預印本服務器上使用arXiv的.

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