韦伯望远镜发现古老星系中的超大质量黑洞

超大质量黑洞及其所在的星系艺术假想图。（NASA/JPL-Caltech）

天文学家利用韦伯望远镜发现了一颗位于GS-9209星系中心的古老的超大质量黑洞，距地球250亿光年。天文学家说，它的发现证明了大型黑洞会阻止恒星的形成。

这项发表于5月22日的《自然》杂志上的研究称，在一个名为GS-9209的星系中心发现了一个超大质量黑洞，该星系是迄今为止已探测和纪录的最遥远星系之一。

爱丁堡大学团队使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）观察了这个星系，并揭示出它的构成和历史的最新细节。

领导这项研究的亚当·卡纳尔（Adam Carnall）博士说，这台史上最强大的望远镜向我们展示，在宇宙最初的十亿年间，星系增长比天文学家认为的更大更早。

“这项工作让我们第一次真正详细地了解这些早期星系的特性，描绘了GS-9209星系形成的历史细节，它在宇宙大爆炸后的短短8亿年内就孕育形成了与今天的银河系一样多的恒星，”他说。

卡纳尔说，GS-9209星系中心存在这颗“巨大的黑洞”让人大为惊喜”，因为它为一个天文学理论提供了依据，即：超大质量黑洞导致了早期星系中恒星形成过程的终止。

“看到超大质量黑洞的证据真是出乎意料，”卡纳尔说。 “如果没有韦伯望远镜，这种细节我们就永远无法看到。”

GS-9209星系是卡琳娜·卡普蒂（Karina Caputi）于2004年发现的，她曾是爱丁堡大学的博士生，现任荷兰格罗宁根大学宇宙观测学教授。

虽然GS-9209拥有的恒星数量与银河系大致相同，总质量相当于 400 亿个太阳，与银河系的总质量相比，还不及银河系大小的十分之一。研究人员说，这是一个已知的宇宙最早期星系停止孕育恒星的例子。

超大质量黑洞可以阻止恒星的形成，因其生长会释放出大量的高能辐射，这些辐射会导致气体升温并将其推出星系。而星系需要巨大的气体和尘埃云在自身引力的作用下坍缩，从而产生新的恒星。

“黑洞如此巨大意味着它在过去一定非常活跃，大量气体落入其中，这会像类星体一样发出极其明亮的光芒，”卡纳尔说。 “从星系中心的黑洞喷出的所有能量都会严重扰乱整个星系，阻止气体坍缩形成新的恒星。”