迄今为止确认的最早的黑洞可以解释神秘的红点

天文学家已经证实了最早、最遥远的黑洞然而——这在当时却是令人惊讶的可怕。

它位于一个名为 CAPERS-LRD-z9 的星系中，在 5 亿年后，它的质量已经是太阳的大约 3 亿倍大爆炸，当时婴儿宇宙只有当前年龄的 3%。

此外，这一发现还揭示了一类古老而神秘的天体，称为小红点（LRD），它们是早期宇宙中令人困惑的明亮、小而红色的物体。它们出现在周围6亿年在大爆炸之后，不到十亿年后开始消失。

LRD 直到最近才被 JWST 前所未有的探索宇宙黎明的红外能力所揭示，即宇宙最早的时代.这也是宇宙最红的时代，因为到达 JWST 的光在穿越不断扩大的时空结构的漫长旅程中被拉伸到越来越红的波长。

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新确认的位于 CAPERS-LRD-z9 中心的超大质量黑洞被称为活跃的星系核（AGN），位于星系中心的明亮、快速进食的黑洞。它之所以呈现红色，是因为它被一个发光的气体和尘埃茧所包裹，这可能使它听起来像科幻小说”黑洞星."

这个超大质量黑洞的引力正在将周围的气体搅打到每秒约 3,000 公里（1,864 英里）的令人难以置信的速度，即光速的 1%。这些气体风有助于天文学家揭示黑洞通过光谱学.

“没有太多其他东西可以创造这个签名，”解释主要作者安东尼·泰勒，德克萨斯大学奥斯汀分校天体物理学家。

光谱学将入射光分成波长，以产生揭示有关物体信息的光谱。在这种情况下，当黑洞远离观察者时，来自黑洞周围气体的光波会被拉伸并变红。相反，当光向观察者移动时，它会变得压缩并变蓝。这些变化揭示了物体的速度。

重要的是，CAPERS-LRD-z9 的光谱证实支持了 LRD 包含超大质量黑洞的观点，“超大质量”是轻描淡写的：一些到达1000万个太阳质量在他们的前十亿年内。相比之下，超大质量黑洞位于银河系的核心大约是 400 万个太阳质量。

LRD 核心的黑洞可能不仅仅是超大质量的，而且”超大质量“，质量比接近其宿主星系恒星质量的 10% 到 100%。

具体来说，CAPERS-LRD-z9 中的超大质量黑洞质量高达 3 亿个太阳，其质量大约相当于其银河系中所有恒星的一半。相比之下，更多的局部星系可能有中心黑洞，这些黑洞仅占其恒星质量的 0.1% 左右。

为了增加尺寸视角，CAPERS-LRD-z9 非常紧凑，即使是 JWST 也无法解析它。它似乎最多只有 1,140 光年宽——在矮星系领域，绕银河系运行.

研究人员说有两种方式一个黑洞在宇宙时间的短短 5 亿年内变得如此巨大。两者都从一个大而重的“种子”黑洞开始，以不同的速度生长。

如果它生长在黑洞生长的理论上限，称为爱丁顿利率，种子可能从大约 10,000 个太阳质量开始。

或者，它一开始可能要小得多，只有 100 个太阳质量。这颗种子必须以超爱丁顿的速度生长得更快，由重力和周围厚而致密的气体包层强制喂养。

种子本身可能起源于原始黑洞大爆炸时产生，嗯，砰砰作响。它们也可能由塌陷形成人口 III 星（难以捉摸的第一批照亮宇宙的恒星），来自密集星团中的“失控碰撞”，或者来自巨大的原始气体云的直接坍缩。

总的来说，很难在时空中窥视更远的地方：“在寻找黑洞时，这大约是你实际上可以追溯到的最远的地方。我们确实在突破当前技术可以检测到的界限。增加泰勒。

最后，这项研究增加了证据，表明 LRD 是早期宇宙中的一种短暂现象，并且可能是银河系演化的第一步，可能已经诞生了银河系本身.

这项研究发表在天体物理学杂志快报.

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