已知“最裸露”的大质量黑洞 QSO1 被发现，质量在星系占比超 2/3

5 月 28 日消息，科技媒体 Ars Technica 今天（5 月 28 日）发布博文，天文学家借助詹姆斯 · 韦布空间望远镜（JWST），进一步确认早期宇宙中的“小红点”Abell 2744−QSO1，是一颗几乎没有恒星包裹的超大质量黑洞。

注：Abell 2744−QSO1（简称 QSO1）是一个被尘埃红化、受到强引力透镜效应影响的早期宇宙活跃星系核（AGN），现有共识认为该天体在宇宙大爆炸约 7 亿年后诞生。

研究团队重建了它周围环境的精细图像。他们比较不同区域的亮度，并测量氢发射线的红移和蓝移，判断气体朝向和背离地球的运动。

国际团队结果显示，天体一侧呈红移，另一侧呈蓝移，符合环绕中心天体旋转的特征。团队还分析了速度弥散，用来判断这些物质的运动是否集中、是否受单一巨大引力源主导。

随后，研究人员把观测数据代入多种模型。结果最符合的是“中心存在一个巨大点质量源，周围物质绕其旋转”的情形，也就是超大质量黑洞主导系统。

模型估算其质量约为太阳的 5000 万倍，而周围恒星总质量上限仅 2000 万个太阳质量，意味着超过 2／3 的质量集中在黑洞内。

这一上限让 QSO1 成为目前所知“最裸露”的大质量黑洞，也就是黑洞几乎单独主导整个系统，研究者甚至对“星系”一词打上引号。

这项结果还牵出更大的问题：宇宙诞生后这么短时间里，这样大的黑洞是怎么形成的？论文讨论提出了 3 条主要假说：

第 1 种是大爆炸后不久形成的原初黑洞

第 2 种是大质量气体云直接坍缩，跳过恒星形成阶段

第 3 种则是早期高密度恒星团中大量黑洞连续并合，最终快速增重。

不过由于 QSO1 周围没有致密恒星团，就难以先形成足够多的黑洞，再把它们一步步并合成超大质量黑洞，但这种假说很难站得住脚。

论文同时指出，许多现有直接坍缩模型往往需要强烈紫外辐射源，以及比 QSO1 观测到更多的周边物质，让原初黑洞方案看起来更占优势。