韋伯望遠鏡揭開早期宇宙黑洞「舞伴」奧秘

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）再次改寫我們對早期宇宙的認知。天文學家利用這座紅外線旗艦望遠鏡，確認了兩個驚人的發現：一對距離最近的活躍雙黑洞系統，以及在單一星系中同時存在三個活躍黑洞的罕見案例。這些發現為宇宙「童年時期」的超大質量黑洞如何快速成長，提供了前所未有的線索。

LID-1166：最緊密的雙黑洞組合

第一個系統命名為LID-1166。這對黑洞之間的距離僅有約4,900光年（相當於1.5千秒差距），是在宇宙歷史早期所確認的雙重活躍黑洞系統中，距離最近的紀錄。

這個系統存在於宇宙僅13億年的時期，相當於目前宇宙年齡的約10%。

為何過去無法發現？

LID-1166最早是由錢德拉X射線天文台的「宇宙演化巡天」（COSMOS Legacy Survey）標記為X射線源。然而，它卻完全無法在哈伯太空望遠鏡最深度的影像中被看見——這對黑洞深埋在濃密的氣體與塵埃中，這些物質阻擋了可見光與近紅外光。

JWST如何突破極限？

由NSF NOIRLab的Hyewon Suh領導的研究團隊，使用了JWST的近紅外光譜儀（NIRSpec）。NIRSpec揭示了兩個相距4,900光年的緊湊發光源，每個光源都展現出氣體以高速旋轉的光譜特徵——這是活躍黑洞（活躍星系核，AGN）正在「進食」的明確證據。

共同作者Roberto Decarli解釋說：「這項發現的關鍵步驟，唯有依靠JWST極致優異的成像與光譜能力，特別是NIRSpec儀器才能達成。若從地面進行類似觀測，由於大氣層在這些波長下的透明度極差，將會極度困難。」

ALMA數據的關鍵確認

阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）的資料更進一步，偵測到了每個黑洞周圍大量低溫氣體的存在。Decarli指出，這「顯示兩個黑洞正位於兩個即將合併的星系中心」。每個黑洞周圍都存在冷氣體環境，排除了其他非主流的形成假設，證實這是一場富含氣體的星系合併事件。