驚人發現！天文學家捕捉到宇宙最古老、最大的黑洞噴流

天文學家最近利用一個跨越大洲的無線電望遠鏡，成功觀測到宇宙早期最大的黑洞噴流。這項發現不僅令人驚嘆，更為我們揭開了宇宙早期黑洞活動的神秘面紗。

這道黑洞噴流形成於宇宙年齡不到12億年的時期，約為目前宇宙年齡的9%。噴流長達20萬光年，相當於銀河系寬度的兩倍，成為迄今為止在如此早期宇宙中觀測到的最大黑洞噴流。天文學家長期以來觀察到，位於星系中心的黑洞會將周圍的氣體和塵埃吸引到一個旋轉的盤面中。當這些物質落入黑洞時，由於摩擦作用釋放出巨大的能量，驅使黑洞以強大的噴流形式將部分物質噴射出去。雖然無線電望遠鏡已發現了數百個這樣的噴流，但在遙遠的早期宇宙中，這類噴流一直未被觀測到。

「這項發現證明瞭這些噴流確實存在，並且我們能夠偵測到它們。」美國國家科學基金會NOIRLab的博士後研究員Anniek Gloudemans表示。她領導了這項研究，並指出這不僅有助於天文學家確定宇宙中第一批黑洞噴流形成的時間，還能幫助他們理解噴流如何影響早期星系的演化。

這道新發現的噴流來自一個活躍進食的黑洞——名為J1601+3102的類星體。該類星體的質量是太陽的4.5億倍，位於距離地球約100億至130億光年的一個星系中心。2022年，荷蘭的低頻陣列（LOFAR）首次發現了這顆類星體。當時的觀測顯示，這顆類星體的亮度遠超過其宿主星系，成為LOFAR觀測的數十個類星體中最亮的一個。

這一發現引起了Gloudemans的注意，促使她和團隊進行後續觀測。這次，研究人員使用了LOFAR在歐洲的51個天線，形成了一個跨越大洲的無線電望遠鏡，將觀測的細節水平提高了20倍。根據2月6日發表在《天體物理學期刊通訊》上的研究，這張黑洞噴流的影像對確認其規模至關重要。

影像顯示，噴流的北部瓣位於距離類星體29,358光年的位置，而南部瓣則長達驚人的186,954光年。進一步分析證實，南部瓣確實屬於這顆類星體，Gloudemans和團隊將其解讀為反向噴流，成為早期宇宙中觀測到的最大噴流。

「我們既感到驚訝，也保持懷疑，因此在發表這項研究之前，我們確保收集了所有證據。」Gloudemans表示。儘管這類大型噴流在鄰近宇宙中並不罕見，但在早期宇宙中卻一直未被發現，原因是宇宙微波背景輻射在早期宇宙中更為強烈。這種輻射與黑洞噴流的相互作用會削弱噴流的無線電波長訊號，使其在望遠鏡觀測中難以被偵測到。

「正是因為這個物體如此極端，我們才能從地球上觀測到它，儘管它距離我們非常遙遠。」Gloudemans解釋道。然而，夏威夷的雙子座天文臺資料顯示，這顆黑洞的質量與早期宇宙中其他類星體相比相對較輕，後者通常擁有數十億倍太陽質量。

這項發現表明，最強大的噴流並不一定來自質量極大的黑洞，也不一定來自接近理論極限的吸積黑洞。「我們原本以為這道新發現的噴流會來自一個極不尋常的黑洞，但事實並非如此。」Gloudemans表示。她認為，未來需要發現更多早期宇宙中的延伸噴流，以幫助天文學家更好地理解它們的普遍性。

黑洞噴流釋放的巨大能量可以透過多種機制改變星系的演化，調節可用於形成恆星的物質量。因此，J1601+3102將成為研究噴流如何影響早期星系演化的寶貴宇宙實驗室。Gloudemans預測，未來的觀測很可能會揭示更多早期宇宙中的延伸無線電噴流。「這些延伸噴流絕對不止這一個。」她說道。