韋伯太空望遠鏡(JWST)再度把人類的視野推進至宇宙最早期的邊緣。《Live Science》報道,一項發表於預印本平台 arXiv的最新研究顯示,天文學家在極其遙遠的星系「GHZ2」(又稱 GLASS-z12)中,捕捉到可能屬於「超大質量黑洞」的訊號。若此跡象最終獲得證實,它將成為至今觀測到最古老、最遙遠的超大質量黑洞,存在於宇宙大爆炸後僅3.5億年的超早期階段,對理解黑洞起源具有關鍵意義。
研究團隊指出,他們利用韋伯望遠鏡的**近紅外光譜儀(NIRSpec)及中紅外儀器(MIRI)**分析 GHZ2的光線。這個星系在2022年被發現,其光線花了約134億年才抵達地球。分析顯示,GHZ2的光譜中出現異常強烈的「發射譜線」,這些亮帶記錄了原子或離子在吸收能量後所釋放的光,而其強度揭露出星系內部能量來源的非凡性質。
美國麻薩諸塞大學阿默斯特分校(UMass Amherst)天文系助理教授、研究共同作者Zavala解釋,他們偵測到需要極高能量才會出現的「高電離譜線」,通常出現在擁有活躍星系核(AGN)的系統中,也就是中心正吞噬物質的黑洞所產生的極強輻射。
研究中最關鍵的證據是一條稱為「C IVλ1548」的發射線,它來自失去三個電子的三價碳離子。要讓碳原子失去三個電子,必須具備極其強烈的輻射場,遠超一般恆星光芒所能提供,因此這條譜線強烈暗示 GHZ2內部可能潛伏着一個正在高速吸積的黑洞。
然而,GHZ2依舊謎團重重。部分光譜能以正常恆星形成解釋,但那條異常強烈的碳譜線卻明顯指向黑洞的存在。這意味着 GHZ2的能量來源可能是一個混合體:既包含年輕恆星的光,也混入一個「飢餓的超大質量黑洞」,甚至不排除更加罕見的「超大質量恆星」可能性。
研究團隊強調,雖然當前發現極具突破性,但仍需更高解像度的光譜觀測來最終確認。若 GHZ2確實擁有活躍星系核,它將成為檢驗黑洞「輕種子」與「重種子」理論的關鍵實驗室,有望揭開黑洞在宇宙誕生初期如何形成的終極謎題。


來自GHZ2星系(圖中亮點)的光線,是在宇宙大爆炸後僅3.5億年時發出的,使其成為已知宇宙中最古老的星系之一。最新觀測顯示,其中可能藏有超大質量黑洞。(圖:ALMA/NASA)


















