JWST 的關鍵儀器:由美國國家科學基金會 NOIRLab 的 Hyewon Suh 領導的研究團隊,使用了 JWST 的近紅外線光譜儀(NIRSpec) 。NIRSpec 揭示了兩個相距 4,900 光年的緊湊明亮光源,每個光源都顯示出氣體以高速旋轉的光譜特徵——這正是活躍進食的超大質量黑洞(即活躍星系核,AGN)的明確標誌
。共同作者 Roberto Decarli 表示:「這一步的發現,唯有靠 JWST 卓越的成像與光譜能力,特別是 NIRSpec 儀器才能實現。若從地面進行類似觀測,將會因為大氣在這些波長的透明度極差而極具挑戰性。」
ALMA 的補充發現:阿塔卡瑪大型毫米波/次毫米波陣列(ALMA)探測到 與每個活躍星系核相關聯的大量低溫氣體庫 。Decarli 指出,這「顯示這兩個活躍星系核正位於兩個即將合併的星系中心。」每個黑洞周圍都存在一個低溫氣體構成的銀河環境,這有助於排除其他奇特的形成假設,並確認這是一場貨真價實的、富含氣體的星系合併事件
。這項研究已被 Nature Astronomy 接受發表(預印本 arXiv:2607.19491)
。
另一項由馬克斯·普朗克地外物理研究所的 Hannah Übler 領導的研究,同時在 J0148-4214 這個星系中,識別出 三個正在活躍累積物質的超大質量黑洞 。這個星系距離地球超過 125 億光年(紅移 z=5.0167),相當於大霹靂後約 12 億年
。
三重黑洞的配置:其中兩個黑洞位於星系中心附近,彼此投影距離僅 620 光年,顯示它們正處於合併的邊緣。第三個黑洞則位於星系外圍,距離中心約 5,500 光年 。這些黑洞的質量範圍從數百萬太陽質量到大約 8,000 萬太陽質量不等
。
偵測方法:研究團隊使用了 JWST 的 NIRSpec 積分場單元模式(NIRSpec-IFS)——一種具空間解析度的光譜技術——透過其光譜指紋來偵測黑洞。每個黑洞都以 寬的 H-alpha 發射線(半高全寬為 430–2,920 公里/秒)且無禁線對應 為特徵,這是氣體繞行大質量黑洞的明確訊號 。
這是 在遙遠宇宙中,首次在單一星系內發現三個活躍超大質量黑洞的證據 。Übler 表示:「這顯示早期宇宙的過程能有效地將大質量黑洞聚集在一起,為我們預期未來重力波觀測站將偵測到的大質量黑洞合併事件鋪平了道路。」
此研究發表於 Astronomy & Astrophysics,屬於 BlackTHUNDER 計畫的一部分
。
這兩項結果共同為我們提供了一個了解宇宙關鍵時期的新窗口。它們顯示,在大霹靂之後不到 15 億年,超大質量黑洞不僅已經存在,而且在富含氣體的環境中活躍地合併與成長。JWST 能夠利用更長波長的紅外線穿透塵埃,是揭露這些隱藏黑洞系統的關鍵。正如 LID-1166 的研究所述,像哈伯這樣的舊型望遠鏡對這些天體完全是「盲目的」,因為它們正被提供自身成長所需養分的氣體與塵埃所遮蔽 。