韦伯在早期宇宙中探测到300万光年长的星系丝

星系沿着巨大的宇宙网中的细丝排列，其中也包含巨大的空隙。天文学家利用NASA/ESA/CSA 詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了这一结构的早期线索——由 10 个星系组成的细长细丝，在大爆炸后仅 8.3 亿年就已存在。这个 300 万光年长的结构由一颗名为 J0305-3150 的发光类星体固定。同一个团队还探测了早期宇宙中八个类星体的特性。他们确定，星系中心黑洞在大爆炸后不到 10 亿年就已存在，其质量范围为 6 亿至 20 亿太阳质量。

“我对这条细丝的长度和宽度感到惊讶，”图森亚利桑那大学的天文学家范晓辉博士说。

“我本以为会找到什么东西，但没想到有这么长、明显很薄的结构。”

“这是人们发现的与遥远类星体相关的最早的丝状结构之一，”同样来自图森亚利桑那大学的 Feige Wang 博士补充道。

这一发现是 ASPIRE 项目的一部分，该项目的主要目标是研究最早黑洞的宇宙环境。

ASPIRE 总共将观测到大爆炸后最初 10 亿年内存在的 25 个类星体，这一时期被称为“再电离时代”。

“过去二十年的宇宙学研究让我们对宇宙网如何形成和演化有了深入的了解，”加州大学圣巴巴拉分校的天文学家约瑟夫·亨纳维博士说。

“ASPIRE 旨在了解如何将最早的大质量黑洞的出现纳入我们当前的宇宙结构形成故事中。”

在他们的研究中，天文学家还分析了早期宇宙中八个类星体的特性。

他们证实，大爆炸后不到 10 亿年就存在的中心黑洞的质量是太阳质量的 6 亿到 20 亿倍。

“要在如此短的时间内形成这些超大质量黑洞，必须满足两个标准，”王博士说。

“首先，你需要从一个巨大的种子黑洞开始生长。”

“其次，即使这颗种子的质量相当于一千个太阳，它仍然需要在其整个生命周期中以最大可能的速度吸积一百万倍的物质。”

“这些前所未有的观测结果为黑洞如何组装提供了重要线索，”同样来自图森亚利桑那大学的杨金一博士补充道。

“我们了解到，这些黑洞位于巨大的年轻星系中，为它们的生长提供了燃料库。”

韦伯还提供了迄今为止最好的证据，证明早期超大质量黑洞如何潜在地调节星系中恒星的形成。

虽然超大质量黑洞会吸积物质，但它们也可以为物质的巨大流出提供动力。

这些风可以在银河系范围内远远超出黑洞本身，并对恒星的形成产生重大影响。

“来自黑洞的强风可以抑制宿主星系中恒星的形成，”杨博士说。

“在附近的宇宙中已经观察到了这种风，但在再电离时代从未直接观察到过。”

“风的规模与类星体的结构有关。在韦伯观测中，我们看到早期宇宙中就存在这种风。”

研究结果发表在2023 年 6 月 29 日版《天体物理学杂志快报》上的两篇论文中。