【正見新聞網2023年08月24日】
【編者注】宇宙的浩渺對人類永遠是個迷，無從知道其實質。現代天文學所認識到的只是用現代高科技捕捉到的天體在人類空間能觀察到的變化瞬間，科學家抓住這一刻的觀測數據，提出理論，假說，象盲人摸象，難以窺探到整體和其本質所在。如果只在人類這個空間去探索宇宙的奧秘，終歸是竹籃打水一場空。希望讀者從現代天文的發現中，能思考宇宙、人體、生命的真正意義何在。
自一年前韋伯望遠鏡升空以來，天文學家藉助其超高的解析度發現了很多當今宇宙學無法解釋的天體，比如年輕而又成熟的理論上不應該存在的星系和黑洞，這些發現越來越多，對人們對宇宙的固有認知產生了極大的衝擊。
類星體藝術家想像圖
2023年8月22日科學雜誌在其網上發表了一篇文章，介紹了韋伯發現的迄今為止所見過的最遙遠、最早的類星體，其年齡不到10億年，現在的宇宙學理論無法解釋它是如何形成的。
類星體是宇宙中最明亮的天體，現在的理論認為它由星系中心的超大質量黑洞提供動力。當這些黑洞吸入物質，使其因摩擦而變得白熱，並發出足夠明亮的光，足以在整個宇宙中看到。天文學家認為黑洞是在早期星系中隨著巨型恆星的塌縮和合併而逐步形成的，但在宇宙年齡不到 10 億年時檢測到的類星體對這一想法提出了挑戰。「我們已經很擔心了，」麻省理工學院的安娜-克裡斯蒂娜·艾勒斯說。新的一顆被稱為 UHZ-1 的恆星在宇宙年齡不到 4.5 億年時就爆發了，它使這種假設站不住腳。
UHZ-1 的不但年輕，與周圍的星系相比，它的黑洞是如此之大，如果宇宙年齡真的像現在理論認為的是138億年的大爆炸所誕生，它不可能在星系的中心緩慢演化，而一定是通過完全不同的過程快速形成的。
UHZ-1 最初被視為韋伯太空望遠鏡拍攝的圖像中的一個微小光點，該圖像顯示的是距離地球 40 億光年的巨型星系團。巨大星團的引力像一個巨大的透鏡一樣彎曲光線，放大其後面更遙遠的物體，使它們更容易研究。一些放大的點似乎是宇宙年齡不到 5 億年時的星系——這是有史以來看到的最早星系之一。
為了了解這些候選星系中是否有類星體存在，觀察者利用 NASA 的錢德拉太空天文台觀測了該區域，該天文台可以探測到 X 射線，這是類星體最可靠的特徵。「有一個物體很突出，」普林斯頓大學的團隊成員安迪·古爾丁說。X光片顯示「它正在蓬勃發展」。
X射線亮度表明，吸積黑洞的質量大約是太陽質量的4000萬倍。然後，研究小組返回 JWST，以確保類星體與原始圖像中顯示的一樣早。通過分析宇宙膨脹導致其光譜中的某些特徵向更長、更紅的波長移動的程度，他們證實他們在大爆炸後 4 億至 4.5 億年之間看到了類星體。
朴茨茅斯大學的丹尼爾·惠倫（Daniel Whalen）表示：」這個黑洞太大、太早，無法用傳統圖像來解釋。 這種理論認為在大爆炸後不久，當時瀰漫在宇宙中的神秘暗物質團吸收了原始氣體——主要是氫和氦。這些氣體合併成巨大的「第三族」恆星，這些恆星迅速燃燒掉所有燃料並坍縮成質量最多為太陽數百倍的黑洞。這些早期黑洞將成為未來超大質量黑洞的「種子」。它們會通過吸積更多的氣體而生長，與其他種子合併，並吸引恆星在它們周圍形成一個星系。
一些理論家已經懷疑這種逐步過程能否產生最早的類星體，並且需要更大的種子。確認 UHZ-1 距離的相同光譜表明他們是正確的。它使天文學家能夠估計星系的質量：是太陽質量的 1.4 億倍，只是其中心黑洞質量的幾倍。相比之下，後來在宇宙歷史中看到的類星體與它們的星系相比就顯得相形見絀了，質量僅為 0.1% 甚至更少。與它的宿主星系相比，類星體在大爆炸後這麼快就變得如此之大，它一定已經領先了。Whalen 表示，UHZ-1 並沒有給輕質種子「敲響最後一根釘子」。「但你真的不可能用第三族恆星形成這個。」
馬克斯·普朗克天文研究所的梅蘭妮·哈布齊特說：「我們需要更多的觀測，而且他們肯定會來尋找如此迷人的來源。」
參考資料：
https://www.science.org/content/article/giant-black-hole-formed-puzzlingly-fast-dawn-cosmos