激光网2月27日消息，由内盖夫本古里安大学的Lukas Furtak博士和Adi Zitrin教授领导的一组天文学家分析了詹姆斯·韦伯太空望远镜的图像，在早期宇宙中发现了一个极红的引力透镜超大质量黑洞。它的颜色表明，黑洞位于厚厚的尘埃后面，遮住了它的大部分光线。该团队设法测量了黑洞的质量，并发现与宿主星系相比，它的质量明显大于在更多局部例子中看到的质量。
该研究结果发表在《自然》杂志上。
两年前推出的JWST彻底改变了我们对早期星系形成的看法。它导致了对非常早期的星系的探测，其丰度和亮度都比以前预测的要大，并揭示了一些新类型的天体。
这组天文学家在JWST图像中发现了一个似乎是来自早期宇宙的透镜类星体物体。类星体是明亮的活跃星系核：星系中心的超大质量黑洞，正在积极吸积物质。
物质在黑洞上的吸积会发出大量的辐射，这些辐射会照耀宿主星系，从而形成紧凑而明亮的恒星状外观。Furtak 和 Zitrin 识别该物体的 JWST 图像是为 UNCOVER 计划拍摄的，该计划对星系团 Abell 2744 的磁场进行了前所未有的深度成像。
由于该星团包含大量质量，因此它会弯曲时空或在其附近传播的光线路径，从而有效地产生引力透镜。引力透镜放大了它背后的背景星系，使天文学家能够观测到比其他方式更遥远的星系。
“当JWST开始发送第一批数据时，我们非常兴奋。我们正在扫描 UNCOVER 计划的数据，三个非常紧凑但红色开花的物体非常突出并引起了我们的注意，“BGU 博士后研究员、发现论文的主要作者 Lukas Furtak 博士说。“它们的'红点'外观立即让我们怀疑它是一个类星体物体。
Furtak和UNCOVER小组开始调查该物体。“我们使用了我们为星系团构建的数值透镜模型来确定这三个红点必须是同一背景源的多张图像，当宇宙只有大约7亿年的历史时看到，”BGU的天文学家Zitrin教授说，他是发现论文的主要作者之一。
“对物体颜色的分析表明，它不是一个典型的恒星形成星系。这进一步支持了超大质量黑洞假说，“匹兹堡大学的Rachel Bezanson教授说，他是UNCOVER项目的联合负责人。“再加上其紧凑的尺寸，很明显这可能是一个超大质量黑洞，尽管它仍然与早期发现的其他类星体不同，”Bezanson教授补充道。这个独特的红色致密物体的发现于去年发表在《天体物理学杂志》上。但这只是故事的开始。
然后，该团队获取了“红点”三张图像的JWST/NIRSpec数据，并对其进行了分析。“光谱真是令人兴奋，”斯威本科技大学的Ivo Labbé教授说，他是UNCOVER项目的联合负责人，“通过将来自三个图像的信号与透镜放大倍率相结合，得到的光谱相当于JWST在未透镜物体上的~1700个观测小时，使其成为JWST在早期宇宙中单个物体上获得的最深的光谱。
“利用光谱，我们不仅设法确认红色致密物体是一个超大质量黑洞并测量其精确的红移，而且还从其发射线的宽度中获得了对其质量的可靠估计，”主要作者Furtak博士说。“气体在黑洞的引力场中运行，并达到非常高的速度，这在星系的其他地方是看不到的。由于多普勒频移，吸积物质发出的光根据其速度在一侧发生红移，在另一侧发生蓝移。这导致光谱中的发射线变得更宽。
但这次测量带来了另一个惊喜：与宿主星系的质量相比，黑洞的质量似乎过高。
“这个星系的所有光都必须适合一个很小的区域，这个区域的大小相当于今天的星团。光源的引力透镜放大倍率给了我们精美的尺寸限制。即使将所有可能的恒星打包到如此小的区域，黑洞最终也至少占系统总质量的1%，“普林斯顿大学的Jenny Greene教授说，他是最近论文的主要作者之一。
“事实上，早期宇宙中的其他几个超大质量黑洞现在已经被发现表现出类似的行为，这导致了一些关于黑洞和宿主星系增长的有趣观点，以及它们之间的相互作用，这还不是很清楚。
天文学家不知道这种超大质量黑洞是否来自恒星残骸，或者可能来自早期宇宙中直接坍缩成黑洞的物质。
“在某种程度上，这相当于鸡和蛋的问题，”Zitrin教授说。“我们目前不知道哪个先出现 - 星系或黑洞，第一个黑洞的质量有多大，以及它们是如何增长的。
由于JWST最近探测到更多这样的“小红点”和其他活跃的星系核，希望我们很快就会有更好的想法。
