超大質(zhì)量黑洞是已知宇宙中最為神秘的天體之一，它的質(zhì)量相當于100萬顆至100億顆太陽，通常每個星系中心都會潛伏著一個超大質(zhì)量黑洞。
超大質(zhì)量黑洞雖然在今天的宇宙中非常普遍，但科學家還不清楚它們何時形成，以及早期嬰兒宇宙中到底存在多少個類似天體。最近，來自日本和美國的天文學家聯(lián)手發(fā)現(xiàn)了83個幾乎與宇宙本身一樣古老的超大質(zhì)量黑洞！
吸積氣體的超大質(zhì)量黑洞會暴露自己的行蹤，并像宇宙燈塔一樣放射耀眼的光芒，釋放的能量是整個星系的千倍以上，在100億光年之外都能被觀測到?？茖W家將這種能量極高的活動星系核稱為類星體。
科學家更關(guān)注的是那些較為暗弱的類星體。它們由黑洞提供動力，距離太陽極為遙遠，但質(zhì)量足以與當今宇宙中的大多數(shù)黑洞相媲美。觀測如此黯淡的天體需要分辨率極高的天文望遠鏡，而科學家選擇的“利器”就是世界上最大的單鏡面望遠鏡之一——位于夏威夷的直徑8.2米的斯巴魯望遠鏡。
斯巴魯望遠鏡又稱昴星望遠鏡，屬日本國立天文臺所有。它上面安裝了最新的“主焦點相機（Hyper Suprime-Cam，HSC）”。這臺超級相機本身高3米，重達3噸，擁有8.7億像素，觀測視場約1.77度，相當于滿月面積的7倍！
研究團隊先從HSC調(diào)查數(shù)據(jù)中選擇遙遠類星體候選者，再利用斯巴魯望遠鏡、西班牙加那利大型望遠鏡和智利雙子南座望遠鏡展開密集觀測，最終揭示了83個未知遙遠類星體。
研究顯示，這些類星體樣本距離地球約130億光年，也就是說它們在130億年前就已經(jīng)誕生。由于宇宙大爆炸發(fā)生在138億年前，當驅(qū)動類星體的超大質(zhì)量黑洞形成時，宇宙僅有8億歲，和現(xiàn)在比起來相當于一個嬰兒。
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，宇宙早期超大質(zhì)量黑洞的平均間距為10億光年。換句話說，如果將那時的宇宙分成很多長寬高各10億光年的立方體，那么每個立方體“小宇宙”的統(tǒng)治者就是一個超大質(zhì)量黑洞。
科學家普遍認為，大爆炸之后一億年的中性氫“再電離”是宇宙演化歷史中重要的里程碑之一，但再電離所需的巨大能量從何而來卻始終沒有答案。有人提出早期宇宙中的類星體應該比之前預想的多得多，正是它們的整合輻射使宇宙重新電離。
普林斯頓大學天體物理學教授，該研究的共同作者之一Michael Strauss表示，這一發(fā)現(xiàn)大大增加了嬰兒宇宙的黑洞數(shù)量，并首次揭示了它們在宇宙早期歷史中的普遍性，同時為研究超大質(zhì)量黑洞的形成和早期演化提供了重要依據(jù)。
研究人員表示，后續(xù)研究將致力于觀測更遙遠的宇宙，希望能夠找到大爆炸之后誕生的第一個超大質(zhì)量黑洞。
該研究發(fā)表于最新一期《天體物理學雜志》
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