天文学家在早期宇宙中发现了83个超大质量黑洞

斯巴鲁望远镜（昴星团望远镜）是日本国家天文台在美国夏威夷安置的口径8.2米的光学望远镜，该望远镜上安装了一个被称为“Hyper Suprime-Cam”的先进仪器，它的视野很大，达到满月的7倍。通过分析该仪器五年中超过300天的观测数据，一个研究团队发现了83个远古类星体，这些类星体来自遥远宇宙的超大质量黑洞。

这次研究的类星体样本普遍距离地球约130亿光年，也就是说，我们看到的是130亿年前的存在，由于大爆炸发生在138亿年前，此时宇宙处于创生后大约8亿年的幼年时期。

这个研究团队从Hyper Suprime-Cam数据中筛选出遥远类星体，然后进行了一次密集的观测活动，使用三架望远镜获取这些候选者的光谱，包括斯巴鲁望远镜、位于西班牙加的加那利大型望远镜以及位于智利的双子座南望远镜，观测结果揭示了83个以前不为人知的非常遥远的类星体。

以往的研究注重非常罕见且明亮的类星体，新的研究探索了较为微弱的类星体，为这些类星体提供动力的可能与当今宇宙中大多数星系中央的黑洞相似。

研究人员还发现每千兆立方光年范围内大约有一个超大质量黑洞。

星系中心的超大质量黑洞可能是太阳质量的百万甚至数十亿倍，这些黑洞虽然已经观测到很多，但还不清楚它们于何时形成，以及在早期宇宙中存在多少。当它们聚集大量星系气体在它上面时，超大质量黑洞变得“可见”，像一个恒星一样闪耀光芒。

大爆炸之后这些超大质量物体很快形成，了解黑洞在早期宇宙中的形成方式，以及它们的普遍程度，是宇宙学模型的一个关键参数。这一发现大大增加了已知的那个时代的黑洞数量，并首次揭示了它们在宇宙历史早期的普遍性。此外它还提供了黑洞在更早期宇宙中的物理状态以及对整个宇宙的影响的新见解，这些该研究结果发表在一系列论文中。

普遍认为星系中的氢曾经是中性的，但在大爆炸后一亿年，在第一代恒星、星系和超大质量黑洞诞生之后，氢被“再电离”成质子和电子。但我们不知道是什么提供了足够发生再电离所需的能量，有个令人信服的假设表明，早期宇宙中的类星体比先前检测到要多的多，正是它们的辐射使宇宙重新电离。然而我们观察到的类星体的数量并不够，所见的类星体数量明显低于解释再电离所需的数量， 因此推测再电离是由另一种能量来源引起的，很可能是在年轻宇宙中开始形成的众多星系。

这项研究使得对有关再电离现象有了新的进展，通过对现有和未来的设备展开进一步的观察，比较测量的密度和光度分布与理论模型的预测，我们还将了解超大质量黑洞的形成和早期演化。根据已经取得的成果，该团队期待找到更远的黑洞，并发现宇宙中出现第一个超大质量黑洞的时间。

编译：酆都御史