一个国际天文学家团队（包括伦敦大学学院的研究人员）探测到了一个最遥远、近乎隐形的休眠黑洞，并对其进行了“称重”。这项发表在《科学》杂志上的研究，在一个名为MRG-M0138的星系中心发现了一个休眠黑洞，该星系位于100多亿光年之外。这是迄今探测到的最遥远的休眠黑洞，其距离是此前纪录的15倍。
该黑洞的质量约为太阳的60亿倍，宇宙当时仅约30亿岁，约为现在年龄的四分之一，这为了解早期宇宙中的黑洞提供了前所未有的细节。
为了找到这个黑洞，研究团队利用美国国家航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据，追踪了围绕这个隐形黑洞运行的恒星运动，以测量其质量。尽管这种被称为恒星动力学的技术此前已被用于测量距离地球更近的星系中的休眠黑洞，但这是该技术首次用于测量如此遥远（宇宙学尺度）距离上的黑洞。
论文资深作者、伦敦大学学院（UCL）物理学与天文学系的理查德·埃利斯教授说：“确定恒星在这个遥远星系中心如何共同运动，使我们能够测量其原本无法探测到的超大质量黑洞的质量。”
“通过证明这种技术能用于研究早期宇宙中的星系，我们现在就能更全面地盘点黑洞是如何随时间演化的，还能推断出它们在星系演化中起了啥作用。”
怎么测一个看不见的黑洞
虽然黑洞本身不发光，但掉进去的气体物质会发出大量辐射。这些“活动星系核”有时也叫类星体，因为它们是宇宙里最亮的天体之一，所以特别好认。
不过，MRG-M0138里的超大质量黑洞现在在休眠。因为没有气体物质掉进去，所以只能靠附近恒星的运动来猜它存在。
研究团队通过看那些绕着它转的恒星的整体运动，就能发现它的存在，还能精确算出它的质量。恒星跑多快，以及离黑洞近的恒星和远的恒星之间运动有啥不同，这些让研究人员能准确算出中心黑洞的质量。
这项技术与曾用于测量我们银河系中心及附近的其他几个星系黑洞质量的方法类似，但这是首次用这种方法测量如此遥远的天体。此前，用该技术研究的最远星系距离我们仅7亿光年。
一般来说，想观测这么远星系里恒星的运动是不可能的，但研究团队通过利用一种被称为引力透镜的自然宇宙放大镜克服了这一难题。
位于MRG-M0138与地球之间的另一个星系的引力作用使光线发生弯曲，重新汇聚光线并将背景图像放大30倍。借助这个，研究人员能够重建这个遥远星系的内部细节，分辨率比用其他方法高得多。
主要作者、加州帕萨迪纳卡内基科学研究所的安德鲁·纽曼博士说：“通过将詹姆斯·韦布空间望远镜数据与引力透镜相结合，我们能够深入观察黑洞的引力影响范围，在那里其引力会加速恒星的运动。这是测量黑洞质量最好的技术之一，所以我们特别激动能把它用在宇宙历史更早的阶段。”
以前只发现过少数几个这么大体量的休眠黑洞，但它们都在距离近得多的地方。
窥探早期宇宙
这一发现为理解黑洞与星系在早期宇宙中如何共同成长提供了新线索。邻近星系已经显示出，它们的质量和中心黑洞的质量是紧密挂钩的。不过，要想彻底搞懂这种关系，还得从更早的宇宙时期多收集一些活跃和休眠超大质量黑洞的数据。
研究人员发现，不仅黑洞本身处于休眠状态，它旁边的星系也一样不活跃，已经不再造新恒星了。很可能，MRG-M0138 以前就是个亮堂堂的类星体。
研究人员认为，当黑洞最初形成并迅速增长时，它释放的能量把星系里飘着的气体给烧光或赶跑了，这些气体可是造新星的关键。
该团队预计，来自詹姆斯·韦伯空间望远镜和其他空间望远镜的更多观测将揭示更多早期宇宙中休眠的黑洞。这有助于我们了解它们如何阻止恒星形成，以及休眠黑洞在大量物质流入时如何重新激活。
更多信息： Andrew B. Newman，对红移2处不活跃黑洞的恒星动力学质量测量，科学 (2026)。 DOI: 10.1126/science.adx5816。 www.science.org/doi/10.1126/science.adx5816
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