星系和黑洞，哪个先出现？几十年来，法式谜底一直是——不细目，但有可能是星系先出现。因为在一个还是酿成的星系中，大质料恒星会销耗本身燃料，随后坍缩成黑洞；黑洞又不错吞并周围物资，并跟着本事推移互相并合，渐渐成长为质料更大的天体。

问题是，天文体家还是在早期天地中发现了数千个质料达到太阳的数百万倍乃至数十亿倍的黑洞。若它们真是发源于更小的“种子”，那要如何证明注解它们是怎么能在如斯短的天地本事模范内，飞速成长到如斯巨大的？

咫尺，一个外洋权谋团队诳骗韦布空间千里镜（JWST）捕捉到了了了的不雅测左证，标明有些超大质料黑洞可能从一起头就相称巨大，它们的酿成并未经验恒星坍缩阶段，也不需要一个质料宏大于本身的宿主星系来为其提供“养料”。权谋东说念主员将这一服从以两篇论文的体式发表在《当然》和《皇家天文体会月刊》上。

“小红点”QSO1

权谋东说念主员之是以得出这一论断，是基于对Abell2744-QSO1（简称QSO1）的详备不雅测。QSO1最早是在JWST的近红外光谱仪（NIRSpec）中被发现的，它步地紧凑，具有“小红点”天体的典型特征。

JWST拍摄的“小红点”Abell2744-QSO1。它受到Abell 2744星系团的引力透镜作用，被放大并酿成三个影像。（图/NASA， ESA， CSA， Lukas Furtak (Ben-Gurion University); Image Processing: Alyssa Pagan (STScI)）

尽管QSO1距离咱们零散130亿光年，直径也惟有约1300光年，但它比大多数其他“小红点”更容易权谋。这是因为它受到Abell 2744星系团的强引力透镜作用影响。在这种效应下，QSO1不仅被放大，还酿成了三重影像，在太空中的三个不同位置同期裸透露来。

初步的不雅测服从高傲，QSO1中存在一个正在吸积物资的黑洞，周围环绕着由发光的氢气和氦气构成的气体云。此前揣摸，这一黑洞的质料约为太阳的4000万倍。

不外，与JWST发现的其他早期黑洞通常，天文体家仍不细目它是否真是有这样大的质料。这是因为，这一估算服从依赖于一个基于近域天地中的黑洞性质所开辟起来的假定，而天文体家并不细目这一假定在远方天地中是否仍然适用。

画图气体身分与速率图

这一次，权谋团队强项到，如若QSO1中的黑洞如实像看起来那样巨大，那么他们应该不错诳骗NIRSpec上的集成视场单位（IFU）来跟踪黑洞引力对周围旋转气体的影响，同期画图出气体中不同元素的散播图。

诳骗IFU的不雅测服从，他们画图了黑洞周围氢气的通晓图。当他们画图径向速率随中心距离的变化时，滚球app(中国)官网发现这些气体呈现出开普勒自转，即它们围绕一个中心点运行，就像太阳系中的行星围绕太阳运行通常。这少许相称进击，因为它意味着，QSO1中的大部分质料皆聚首在中心黑洞之中，如若质料散播得更区别，比如其中包含大皆恒星，那么气体就不会进展出如斯圆善的开普勒自转。

左图为JWST的NIRCam拍摄的局部图像，高傲了“小红点”Abell2744-QSO1；右图为诳骗NIRSpec的IFU画图的QSO1气体速率图，高傲其中心存在一个约5000万太阳质料的黑洞。（图/NASA， ESA， CSA， Ignas Juodžbalis (Cambridge)， Cosimo Marconcini (University of Florence)， Roberto Maiolino (Cambridge)， Francesco D'Eugenio (Cambridge)， Hannah Übler (MPE); Image Processing: Alyssa Pagan (STScI)）

由于开普勒通晓受基本引力定律主宰，因此权谋东说念主员得以诳骗气体速率的测量服从来平直规画黑洞的质料。这是此前从未终了过的测量。服从标明，这个黑洞质料相称巨大——约为5000万个太阳质料，占据了QSO1总质料的2/3。这个比例比隔邻星系中的情况零散数千倍，在隔邻星系中，超大质料黑洞每每只占宿主星系总质料中极小的一部分。

此外，从IFU获取的身区别播图也维持这一服从。它高傲，QSO1中的气体险些透顶由氢和氦构成，险些莫得氧等较重元素。在一个富含恒星和恒星遗残的星系中，理当看到更多重元素。QSO1的金属丰采不到太阳的0.5%，是迄今测量到的最接近原初状况的星系环境之一。

这是东说念主类初度在大爆炸后的起先10亿年内，平直测量一个黑洞的质料。而且它与此前的测量服从一致。权谋团队觉得，这是一个积极信号——它标明，那些用于波折测量质料的假定可能是有用的，早期天地中其他黑洞的质料或者并莫得被高估。

超大质料黑洞的发源

联系于其宿主星系而言，QSO1中黑洞的质料大得极端。这标明，它不太可能是由好多更小的恒星级黑洞通过并合和吞并物资玩忽成长而来的。这意味着，权谋东说念主员发现的是一个莫得巨大的宿主星系、何况早于恒星经过酿成的黑洞。

这是一个超卓的发现，因为它为原初黑洞或平直坍缩而成的黑洞提供了左证。此前这些对象只存在于表面设思中，尚未得到证明。这十分于对黑洞如何酿成和成长的经典图景进行了一次全面的从头注目。

无论QSO1的黑洞是由大爆炸后第一秒内酿成的“起头质料很大的黑洞种子”演化而来，如故在稍晚些时候由一团巨大气体云平直坍缩而成，不错服气的是——它险些一降生就很大，何况可能正处于一个在它周围塑造一个星系的早期阶段。

权谋团队觉得，像QSO1这样的“小红点”在早期天地中可能不是荒凉的。咫尺，他们正在权谋更多肖似天体，试图回复一个更大的问题：这些超大质料黑洞，是否真是可能比它们如今地点的星系更早配置？

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封面图&首图：NASA滚球app(中国)官网， ESA， CSA， Lukas Furtak (Ben-Gurion University); Image Processing: Alyssa Pagan (STScI)