哥本哈根大學天文物理團隊指出，散布於極早期宇宙影像的神祕「小紅點」，其實是處於快速成長階段的年輕黑洞，外圍被高度電離的濃密氣體包覆。這項研究為大爆炸後超大質量黑洞的形成機制提供關鍵線索。
▲ 宇宙誕生初期的「小紅點」，其實是被緻密電離氣體繭層包圍的年輕黑洞。（Source：NASA / ESA / CSA / Webb / Rusakov et al., doi: 10.1038/s41586-025-09900-4）
自2021年韋伯太空望遠鏡升空，天文學家在宇宙誕生後僅約數億年的時期，反覆觀測到大量微小而呈紅色的光源。這些天體的性質一直是個謎團，之前天文學家認為這些天體可能是超巨大的原始星系，或是現有理論難以解釋的罕見天體形成事件。
經過兩年的系統性分析，研究團隊證實這些「小紅點」其實是被緻密電離氣體繭層包圍的年輕黑洞。當黑洞吞噬周遭氣體，吸積過程會釋放大量能量，讓包覆在黑洞外圍的氣體被加熱並放射出輻射。這些輻射通過星際氣體時產生散射作用，紅外線波段呈現韋伯望遠鏡捕捉到的明顯紅色光輝。
研究指出，這些黑洞的質量約為過去推測值的百分之一，遠低於先前天文學家估計，因此無須假設發生全新的天體形成事件，即可解釋所觀測到的特徵。儘管如此，它們質量仍可達太陽數百萬至千萬倍，大小橫跨數百萬公里，顯示即在宇宙誕生後的極早時期，黑洞已能有效累積質量。
一般而言，黑洞吸積效率有限，大量落入的氣體會以高能量噴流的形式拋回星際空間。然此成長階段，周圍氣體繭層同時扮演燃料庫與「照明裝置」兩種角色，使天文學家得以直接觀測黑洞前所未見的劇烈成長期。
這項成果補完了超大質量黑洞如何在宇宙誕生後十億年間迅速形成的關鍵環節，也有助理解銀河系中心黑洞等巨大天體的起源。
（本文由 台北天文館 授權轉載；首圖來源：Pixabay）
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