一颗形成于宇宙大爆炸后仅9亿年的类星体，亮度在14年间毫无规律地剧烈闪烁，明暗交替幅度大到相当于2万亿个太阳的亮度差异。这一发现首次证实，诞生于宇宙极早期的超重黑洞也能出现如此激烈的光度变化，其背后指向一个更颠覆认知的事实：这个本应还处于“婴幼儿期”的黑洞，内部结构却已经演化得像成年体一样成熟。
类星体本质上是一个正在疯狂进食的超大质量黑洞。当大量气体被引向黑洞，在事件视界外围旋转坠落时，剧烈摩擦会让气体温度急剧飙升，释放出异常耀眼的光芒。与此同时，磁场裹挟着带电粒子，从黑洞两端向外喷射出强劲的发光喷流。正是这套极端物理过程，让类星体成为宇宙中肉眼可见最远、最亮的天体之一。
人类目前已发现超过百万颗类星体，但其中只有大约200颗诞生于宇宙最初10亿年内。这些早期类星体绝大多数也会出现亮度波动，可幅度通常很小。在此之前，天文学家从未在如此古老的类星体身上捕捉到明显闪烁。麻省理工学院卡夫利天体物理与空间研究所的吉恩·梁指出：“我们早已知道，附近宇宙中的类星体会发生亮度闪烁。这种现象源于流入黑洞的气体流量出现波动，而类星体的闪烁特征，能帮助我们了解黑洞吸积盘的结构，以及黑洞吞噬物质的状态。”
这颗特殊类星体的总光度相当于12万亿个太阳，而它的亮度波动幅度达到约20%，差值等于2万亿个太阳的光度。如此剧烈的明暗变化，等于直接告诉研究者：这个黑洞正在以惊人速度吞噬物质，成长节奏远比此前设想的更为猛烈。吉恩·梁与同事安娜-克里斯蒂娜·艾勒斯带领的团队，借助美国国家航空航天局已停止运行的近地天体广域红外巡天探测器（NEOWISE）长达14年的历史观测数据，最终锁定了这颗罕见的早期闪烁类星体。NEOWISE原本的任务是持续扫描全天、监测具有潜在威胁的小行星，但它同时也不间断地记录下宇宙深空中各类天象的亮度变化。
捕捉这一闪烁过程本身难度极高。这颗类星体距离地球实在太过遥远，光线在宇宙中穿行了129亿年，加上宇宙持续膨胀的效应，光的波长被不断拉长，朝着红光波段偏移，这就是红移现象。红移不仅让天体在观测视野中变得极为昏暗，还拉长了它的亮度变化节奏——原本只需要几天就能完成一轮明暗交替，抵达地球时，周期已经被拖长到数月之久。正是这一原因，让NEOWISE积攒的十几年连续观测数据变得不可替代。梁形容：“在这14年里，我们看到这颗类星体的光芒毫无规律地明暗交替，就像风中摇曳的烛火。”
类星体在不同波段上表现出的亮度升降，与黑洞周围旋转气体的温度波动存在直接关联。气体距离黑洞越近，温度越高，发出的辐射也越强烈。研究团队根据观测数据反推，发现环绕这颗黑洞的气体已经聚拢成一个极为扁平的、形似薄饼的吸积盘。对于演化成熟的类星体而言，这样规整的盘状结构并不稀奇，但问题在于，这颗类星体形成于宇宙大爆炸后仅约9亿年，按现有理论，它还远未到该“定型”的阶段。
按照此前的主流认知，超大质量黑洞的成长过程长期处于混乱无序状态。诞生于宇宙刚满8.5亿年时期的早期类星体，其外围供黑洞吞噬的气体云理应是松散蓬松的结构，像一圈形态杂乱的厚环，需要经过漫长演化才会逐渐收拢，最终压扁成薄薄的吸积盘。然而这一次的观测结果直接推翻了这条时间线：这颗黑洞在宇宙极早期就已经拥有薄饼状的规整吸积盘，演化进度大幅超前于它所处的宇宙年龄。艾勒斯解释：“这一发现说明，黑洞在成长初期都会经历一段杂乱且高速的演化阶段，而这个阶段出现得极早，远早于它们演变为明亮类星体的时期。这也是我们目前梳理出的新研究结论。”
这一判断也呼应了近年来另一条引人关注的线索。詹姆斯·韦伯空间望远镜在早期宇宙中发现了大量被称为“小红点”的紧凑天体，越来越多的证据指向，超大质量黑洞完全可能由巨大的气体云直接坍缩形成，诞生速度远远超出过去的估计。而这颗129亿年前就已经拥有成熟吸积盘结构的类星体，进一步为“黑洞诞生早、演化快”的新图像提供了关键拼图。梁对此评价：“这意味着在更早的宇宙时期，必然存在某种机制，让这类天体快速走向成熟。”
接下来，研究团队计划借助詹姆斯·韦伯空间望远镜，继续搜寻更加古老的类星体——目前已知的最古老纪录是诞生于132亿年前——试图从中辨认出更多关于黑洞快速演化的线索，弄清楚究竟是什么机制在宇宙黎明时期，驱动着这些庞然大物以超乎想象的速度成长并走向成熟。该项研究成果已于6月8日发表在《自然·天文学》期刊上。
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