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129亿年前类星体亮度剧烈闪烁 揭秘早期宇宙黑洞快速演化之谜

   时间:2026-06-14 17:02 作者:快讯

天文学家在宇宙早期历史中捕捉到了一颗极为罕见的类星体,其亮度变化幅度之大,堪称宇宙中的“摇曳烛火”。这颗类星体形成于宇宙大爆炸后仅约9亿年,距今已有129亿年之久。它的总光度相当于12万亿个太阳,而亮度波动幅度达到20%,差值相当于2万亿个太阳的亮度。如此剧烈的变化,不仅刷新了人类对早期类星体的认知,也为研究超大质量黑洞的演化提供了关键线索。

类星体是星系中心活跃度极高的超大质量黑洞,它们通过吞噬周围气体释放出巨大能量。气体在黑洞事件视界附近剧烈摩擦升温,形成耀眼光芒,同时磁场作用还会产生强劲的喷流。尽管人类已发现超百万颗类星体,但诞生于宇宙大爆炸后最初10亿年内的仅有约200颗。此前,天文学家从未在如此早期的类星体中观测到如此明显的亮度闪烁现象。

这颗特殊类星体的发现,得益于美国国家航空航天局已停止运行的近地天体广域红外巡天探测器(NEOWISE)长达14年的观测数据。该探测器原本用于监测潜在威胁小行星,却意外记录下了这颗类星体毫无规律的明暗交替。研究团队负责人吉恩・梁形容,它的光芒“就像风中摇曳的烛火”。由于宇宙膨胀效应,这颗类星体的光线波长被拉长,产生红移现象,导致其亮度波动周期从原本的数日延长至数月。

类星体的亮度变化与其周围气体的温度波动密切相关。气体距离黑洞越近,温度越高。研究团队通过分析不同波段的亮度变化,推断出这颗黑洞周围的气体已形成一个极为扁平的吸积盘,形似薄饼。这一结构在演化成熟的类星体中并不罕见,但出现在如此“年轻”的类星体身上却具有颠覆性意义。按照现有理论,早期类星体的吸积气体云应呈松散蓬松的厚环状结构,只有经过漫长演化后才会聚拢成扁平状。

研究团队成员安娜-克里斯蒂娜・艾勒斯解释,这一发现表明黑洞在成长初期会经历一段杂乱且高速的演化阶段,且这一阶段出现得极早,远早于它们成为明亮类星体的时期。这一结论与詹姆斯・韦伯空间望远镜在早期宇宙中发现的“小红点”现象相互印证,进一步支持了超大质量黑洞诞生早、演化快的新理论。吉恩・梁表示,这意味着在更早的宇宙时期,必然存在某种机制促使这类天体快速成熟。

目前,人类发现的最古老类星体诞生于132亿年前。研究团队计划借助詹姆斯・韦伯空间望远镜搜寻更加古老的类星体,试图揭开它们快速演化的奥秘。这项研究成果已于近期发表在《自然・天文学》期刊上,为理解宇宙早期超大质量黑洞的形成与演化提供了重要依据。

 
 
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