發現早期宇宙黑洞星 能量高出恆星千億倍

美國麻省理工學院（MIT）日前發布新聞稿指出，天文學家透過美國國家航空暨太空總署（NASA）詹姆斯．韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope），在宇宙大爆炸幾億年後的早期宇宙中觀測到這個紅點。

這個天體酷似一顆巨大的恆星，體積相當於整個太陽系。然而，它釋放出的能量，卻比任何已知恆星所能產生的能量高出1千億倍。事實上，這種能量規模比較接近黑洞可能產生的能量。

這種奇特的組合顯示，這個紅點是一種前所未見的天體。天文學家稱之為「黑洞星」。

天文學家對這個奇特紅點的最合理解釋是，它是一個黑洞與恆星的混合體，這種組合先前從未被觀測到。這個天體很可能是一團密度極高的巨大氣體雲，能量來源並非一般恆星的核融合，而是位於中心的黑洞。

如果這個明亮的紅點確實是一顆「黑洞星」，將有助於解開其他神祕「小紅點」的身分之謎。到目前為止，韋伯太空望遠鏡所拍攝的深空影像中，幾乎每張都有小紅點的蹤影。

研究報告主要撰寫人、NASA暨MIT研究人員奈杜（Rohan Naidu）說，「這些『小紅點』在早期宇宙中似乎到處都是，但到了現今的宇宙卻幾乎完全消失了。這些天體究竟是什麼，一直是韋伯太空望遠鏡時代爭論最激烈的話題之一。」

韋伯太空望遠鏡所拍攝的黑洞星MoM-BH*-1。（Rohan P. Naidu et al./CC BY 4.0 DEED）

無意中發現明亮紅點

在這項研究中，奈杜與同事並非刻意尋找「黑洞星」。他們原本搜尋早期宇宙中最遙遠、最古老的星系。但他們在韋伯太空望遠鏡拍攝的影像中發現了一個非常明亮的紅點。

為了探討這個紅點的成因，研究團隊模擬各種不同情境，目的在了解哪些天體物理特徵的組合，能產生這個紅點獨特的顏色。

奈杜說，「它的外觀看起來有點像恆星，亮度卻整整高出1千億倍。這表示它的能量不可能來自核融合，因為核融合是我們所知的所有恆星的核心能量來源。」

然而，黑洞經常能產生研究團隊所觀測到的這種規模的能量。為此，他們模擬「黑洞星」亮度，並將它與那個紅點的亮度進行比較，最終找到了最吻合的情況。

他們總結，能解釋這個紅點的最可能情況就是「黑洞星」。他們將這個「黑洞星」稱為MoM-BH*-1。

具體而言，這個天體的中心很可能有一個質量約為太陽10萬倍的黑洞。這個強大的核心被一個高密度、類似恆星的氫氣繭包圍，而氫氣繭的大小約相當於整個太陽系。研究成果已發表於《自然》（Nature）期刊。◇