研究人员发现了迄今为止观测到的最古老的黑洞，可以追溯到宇宙诞生之初，并发现它正在“吞噬”它的宿主星系至死。
由剑桥大学领导的国际团队使用NASA/ESA/CSA的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)探测到了这个黑洞，它可以追溯到大爆炸后4亿年，也就是130多亿年前。研究结果发表在《自然》杂志上，主要作者罗伯托·迈奥利诺教授称这是“一个巨大的飞跃”。
这个惊人的巨大黑洞——质量是太阳的几百万倍——甚至在宇宙的早期就存在了，这挑战了我们关于黑洞如何形成和成长的假设。天文学家认为，在银河系等星系中心发现的超大质量黑洞经过数十亿年的时间才发展到现在的大小。但这个新发现的黑洞的大小表明，它们可能以其他方式形成:它们可能“天生就大”，或者它们吞噬物质的速度比人们想象的要快五倍。
根据标准模型，超大质量黑洞是由死亡恒星的残骸形成的，这些恒星坍塌后可能形成一个质量约为太阳100倍的黑洞。如果它以预期的方式增长，这个新发现的黑洞将需要大约10亿年的时间才能增长到观测到的大小。然而，当这个黑洞被发现时，宇宙还不到10亿年。
来自剑桥大学卡文迪什实验室和Kavli宇宙学研究所的Maiolino说:“在宇宙中看到如此巨大的黑洞是非常早期的，所以我们必须考虑它们可能形成的其他方式。”“非常早期的星系非常富含气体，所以它们就像黑洞的自助餐。”
像所有的黑洞一样，这个年轻的黑洞正在吞噬来自宿主星系的物质来促进它的成长。然而，这个古老的黑洞被发现比它后来的兄弟姐妹更猛烈地吞噬物质。
这个年轻的宿主星系被称为GN-z11，它的中心有一个能量巨大的黑洞。黑洞不能被直接观察到，而是通过在黑洞边缘附近形成的旋涡吸积盘的发光来探测到。吸积盘中的气体变得非常热，开始发光并辐射紫外线范围内的能量。这种强烈的辉光使天文学家能够探测到黑洞。
GN-z11是一个紧凑的星系，大约比银河系小100倍，但黑洞可能会损害它的发展。当黑洞消耗太多气体时，它会像超高速风一样将气体推开。这种“风”可以阻止恒星形成的过程，慢慢地杀死星系，但它也会杀死黑洞本身，因为它也会切断黑洞的“食物”来源。
迈奥利诺说，JWST提供的巨大飞跃使这成为他职业生涯中最激动人心的时刻。“这是一个新时代:灵敏度的巨大飞跃，尤其是在红外线方面，就像一夜之间从伽利略的望远镜升级到现代望远镜，”他说。“在韦伯望远镜上线之前，我认为当你超越哈勃太空望远镜所能看到的世界时，宇宙可能并不那么有趣。但事实并非如此:宇宙向我们展示了非常慷慨的东西，而这仅仅是个开始。”
迈奥利诺说，JWST的灵敏度意味着在未来几个月或几年内可能会发现更古老的黑洞。迈奥利诺和他的团队希望利用JWST未来的观测结果，试图找到更小的黑洞“种子”，这可能有助于他们理清黑洞可能形成的不同方式:它们是开始时很大，还是增长得很快。
这项研究得到了欧洲研究委员会、皇家学会和科学技术设施委员会(STFC)的部分支持，该委员会是英国研究与创新(UKRI)的一部分。