编译| 班勒勒

去年8月，美国科尔比学院天体物理学家戴尔·科切夫斯基（Dale Kocevski）在预印本服务器arXiv上发表了一篇论文，其中包含詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）在宇宙观测中发现的黑洞的一些初步信息。 数据。 然而，发表的文章并没有预测 JWST 将为这些神秘物体带来革命性的见解。

在那篇论文发表后的几周内，发现黑洞的闸门似乎已经打开。 在接下来的几个月里，预印本服务器上发布的一系列论文宣布，遥远宇宙中的黑洞比天文学家想象的还要多。

就在 8 月 3 日，一篇预印本论文报道了另外十几个新发现的黑洞。 凭借其前所未有的能力，JWST 发现了大量此类物体——从许多微弱、遥远的黑洞到一些更明亮、更遥远的黑洞。

詹姆斯韦伯太空望远镜的黑洞研究仍处于早期阶段，天文学家表示还有许多问题需要解答。

但显而易见的是，它的发现可以帮助科学家回答许多有关黑洞的长期存在的问题，例如它们如何在宇宙历史的早期形成并迅速变成真空，吸收周围的一切。

黑洞有多种尺寸，JWST 探测到的黑洞都是巨大的黑洞，其质量是太阳的数百万至数十亿倍。 天文学家不确定这些黑洞是如何形成的，它们可能涉及大质量恒星或气体云的塌缩，吸引附近的气体和尘埃。 在这种情况下，这些黑洞“种子”会迅速生长，直到成为潜伏在大多数星系中心的引力“无底洞”。

黑洞本身是看不见的，其巨大的引力意味着连光也无法逃脱。 但黑洞可以通过寻找围绕黑洞旋转的过热气体来发现。 在 JWST 之前，天文学家使用一系列太空和地面望远镜来研究黑洞。 但它们只能探测到最亮的黑洞，包括那些距离地球相对较近的黑洞。 詹姆斯韦伯太空望远镜旨在观测来自遥远宇宙的光，以及更遥远的黑洞，包括那些天文学家认为太暗而无法探测到的黑洞。

宇宙中的距离可以通过红移量来测量——物体的红移越大，它距离越远，在宇宙历史中出现的时间也越早。 JWST 发现的许多新黑洞的红移在 4 到 6 之间，相当于宇宙历史的大约 10 亿到 15 亿年。

在 JWST 图像中，这些微弱的黑洞看起来像小而不起眼的气泡，但“它们与周围的星系明显不同，”瑞士联邦理工学院的天体物理学家乔里特·马蒂说。

到目前为止，JWST 在这些红移处发现的微弱黑洞数量大约是之前预期的 10 倍。

詹姆斯韦伯太空望远镜还发现了几个迄今为止发现的最遥远的黑洞。 该记录保持者位于经过深入研究的星系 GN-z11 的中心，该星系的红移为 10.6。 这表明早在大爆炸后4亿年，黑洞的种子就已经形成，并且能够创造出超大质量的物体。 英国剑桥大学天体物理学家 Hannah Ubler 表示，即将进行的观测将探测 GN-z11 周围过热气体流动的细节，这可能会揭示黑洞如何影响其周围的空间。

JWST还在CEERS 1019星系中发现了一个红移为8.7的疑似黑洞。 在宇宙形成的前 5.7 亿年里，黑洞不知何故累积了太阳质量的 900 万倍。

意大利罗马罗马大学天体物理学家拉斐拉·施奈德表示，JWST 的发现与最近对早期黑洞诞生的模拟一致。 她和她的同事发现，如果巨大的黑洞在早期阶段以极高的速度吞噬气体，那么它们可能会在早期宇宙中形成。 根据理论，这将违反黑洞生长的最大速率。 但 JWST 的观测表明，一些黑洞，比如 GN-z11 中的黑洞，可能会以这种方式生长。

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