天文学家刚刚发现了宇宙诞生之初的一个超大质量黑洞

一声巨响。这是万物的开始，但接下来的几亿年里，一切都是黑暗。然后，灯光开始闪烁，恒星、气体和星系都开始出现。

黎明时分最明亮的光芒之一，其中心却有一个黑暗而饥饿的黑洞。这个黑洞的质量比 8 亿个太阳还要大，它存在于大爆炸之后仅 6.9 亿年，当时宇宙还处于婴儿期。

本周，包括爱德华多·巴纳多斯在内的研究人员在《自然》杂志上发表了一篇论文，报告了这个黑洞及其伴随的明亮类星体的存在。天文学家们一直在寻找宇宙早期黑洞的证据，但他们仍然对这个名为 J1342+0928 的黑洞的庞大尺寸感到惊讶。

黑洞是宇宙中引力极强的点，任何物质都无法逃脱。无论是岩石、气体，还是光。在大型黑洞附近，周围的物质会旋转形成所谓的吸积盘。吸积盘中的物质以每秒数千英里的速度旋转，在移动过程中不断升温，并撞击其他尘埃和气体，最终都像旋转木马一样疯狂地走向毁灭。

物质本身旋转着落入黑洞，从此再也看不见了，但它的碰撞释放出能量，以极其明亮的热量和光线的形式进入宇宙。这些光线形成了巴纳多斯和他的合著者能够探测到的类星体，他们利用这个类星体估算出了 J1342+0928 惊人的质量。

巴纳多斯表示，恒星坍缩时形成的典型黑洞可能拥有 50 到 100 个太阳的质量。“如果你让它长大，从周围环境中向它注入气体等物质，让它成长 6.9 亿年，你也无法达到这个超大质量黑洞的大小，”巴纳多斯说。

为了弄清楚这个黑洞如何能如此迅速地变得如此之大，像巴纳多斯这样的观测天文学家必须与理论天文学家和天体物理学家合作。在此过程中，他们也在研究一些更为广泛的问题，比如万物的演化。“这个物体如此遥远，如此明亮，以至于它为研究早期宇宙提供了一个实验室，”巴纳多斯说。

巴纳多斯发现了有记录以来最远的类星体中的一半，但这个类星体——虽然不是质量最大的——却是所有类星体中最远的一个。因为光需要时间才能传播，所以物体越远，我们观察它时所看到的历史就越早。所以这个物体的形成时间比科学家们观察到的任何其他物体都要早。

“这个记录很棒，但我们这样做不是为了创下记录，”巴纳多斯说。“它已经非常成熟，如果这是有史以来第一个形成的类星体，我会感到非常惊讶。我希望我们或其他人能很快打破这个记录。”

这个类星体非常明亮，比它所在的星系还要明亮——亮度是它的 1000 倍。而且这个星系也并不逊色，尽管它中心的类星体在可见光和紫外光波段都淹没了它。幸运的是，如果你用更长的波长观察这个星系，你就能开始看到一些细节。巴纳多斯是本周《天体物理学杂志快报》上发表的另一篇论文的合著者，该论文主要研究黑洞周围的星系。他们说这个星系被星际尘埃堵塞，每年产生大约 100 个新的太阳质量（相当于我们恒星的质量）。我们的星系每年只产生大约一个太阳质量。

他们还探测到了黑洞周围空间的一些情况，发现大约一半的区域是未电离的氢（这会阻挡光线，导致宇宙最初几亿年处于黑暗之中），另一半是电离氢，这表明这个黑洞可能存在于宇宙从前者主导转变为后者主导之时。

“这件事发生的方式和时间对后来宇宙的演化有着根本性的影响，”巴纳多斯说。“但我们需要找到并继续搜寻更多更远的物体，并尝试重复这一实验。”

幸运的是，现在有更多机会探究这些宇宙起源。2018 年，巴纳多斯和世界各地的其他研究人员将使用各种望远镜更彻底地探索这个物体，并在夜空中寻找其他物体。

“我们这一代人非常幸运，”巴纳多斯说。“我们是第一批拥有技术来详细研究和描述宇宙中形成的第一批星系和黑洞的人。如果这还不够令人着迷，我真不知道还有什么能让人着迷。”