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(dāng)于100萬(wàn)顆至100億顆太陽(yáng)，通常每個(gè)星系中心都會(huì)潛伏著一個(gè)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(xué)家還不清楚它們何時(shí)形成，以及早期嬰兒宇宙中到底存在多少個(gè)類似天體。最近，來(lái)自日本和美國(guó)的天文學(xué)家聯(lián)手發(fā)現(xiàn)了83個(gè)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(huì)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(gè)星系的千倍以上，在100億光年之外都能被觀測(cè)到。科學(xué)家將這種能量極高的活動(dòng)星系核稱為類星體。
科學(xué)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(dòng)力，距離太陽(yáng)極為遙遠(yuǎn)，但質(zhì)量足以與當(dāng)今宇宙中的大多數(shù)黑洞相媲美。觀測(cè)如此黯淡的天體需要分辨率極高的天文望遠(yuǎn)鏡，而科學(xué)家選擇的“利器”就是世界上最大的單鏡面望遠(yuǎn)鏡之一——位于夏威夷的直徑8.2米的斯巴魯望遠(yuǎn)鏡。
斯巴魯望遠(yuǎn)鏡又稱昴星望遠(yuǎn)鏡，屬日本國(guó)立天文臺(tái)所有。它上面安裝了最新的“主焦點(diǎn)相機(jī)（Hyper Suprime-Cam，HSC）”。這臺(tái)超級(jí)相機(jī)本身高3米，重達(dá)3噸，擁有8.7億像素，觀測(cè)視場(chǎng)約1.77度，相當(dāng)于滿月面積的7倍！
研究團(tuán)隊(duì)先從HSC調(diào)查數(shù)據(jù)中選擇遙遠(yuǎn)類星體候選者，再利用斯巴魯望遠(yuǎn)鏡、西班牙加那利大型望遠(yuǎn)鏡和智利雙子南座望遠(yuǎn)鏡展開密集觀測(cè)，最終揭示了83個(gè)未知遙遠(yuǎn)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(shuō)它們?cè)?30億年前就已經(jīng)誕生。由于宇宙大爆炸發(fā)生在138億年前，當(dāng)驅(qū)動(dòng)類星體的超大質(zhì)量黑洞形成時(shí)，宇宙僅有8億歲，和現(xiàn)在比起來(lái)相當(dāng)于一個(gè)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(shuō)，如果將那時(shí)的宇宙分成很多長(zhǎng)寬高各10億光年的立方體，那么每個(gè)立方體“小宇宙”的統(tǒng)治者就是一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。
科學(xué)家普遍認(rèn)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(lái)卻始終沒(méi)有答案。有人提出早期宇宙中的類星體應(yīng)該比之前預(yù)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(xué)天體物理學(xué)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?cè)谟钪嬖缙跉v史中的普遍性，同時(shí)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(cè)更遙遠(yuǎn)的宇宙，希望能夠找到大爆炸之后誕生的第一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。
該研究發(fā)表于最新一期《天體物理學(xué)雜志》
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