宇宙上的黑洞是怎么形成的（125亿年前宇宙的黑洞形成之谜被解开了）

科技的发展带来了人们在探索宇宙亘古事件的长足进步，利用如今的望远镜，科学家可以看到几亿光年甚至数十乃至数百亿光年前的神秘事件，直到现在，科学家已经能够解决一些长期以来关于宇宙自大爆炸以来是如何演化的谜题。其中一个谜团是超大质量黑洞(SMBHs)是如何在早期宇宙中形成的，它在星系的演化中起着至关重要的作用。

​

一个国际天文学家小组使用位于智利的ESO甚大望远镜(VLT)观测了大爆炸后15亿年出现的星系。令人惊讶的是，他们发现了大量的冷氢气，这些冷氢气可以为SMBHs（超大质量黑洞）提供足够的“食物来源”。这些结果可以解释为什么SMBHs在宇宙早期增长得如此之快。

几十年来，天文学家一直在研究SMBHs，它存在于大多数星系的核心，由它们的活动星系核(AGN)来识别。这些中心核，也被称为类星体，可以发出比星系中其他恒星加起来更多的能量和光。到目前为止，观测到的最远的一个是ULAS J1342 0928，它位于131亿光年之外。

​

研究表明第一批恒星据估计是在大爆炸(约138亿年前)后10万年形成的，这意味着SMBHs必须在第一批恒星死亡后迅速形成。不过，到目前为止，天文学家还没有发现早期宇宙中有足够多的尘埃和气体来解释这种快速的增长。

​

此外，先前利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)进行的观测显示，早期的星系包含大量的尘埃和气体，它们促进了恒星的快速形成。这些发现表明，宇宙不会有太多的物质留下来补给黑洞，反而加深了他们如何增长如此迅速的奥秘。

​

为了解决这个问题，科学家们依靠VLT的多单位光谱探测仪(MUSE)收集的数据，测量了在大约125亿光年外的31个类星体，最后他们发现了其中12个密度惊人的氢云。

这些氢云是通过它们在紫外线下特有的发光来识别的。由于红移的影响，科学家将这种光视为红光，这是红移效应。最关键的是，这些由冷而稠密的氢组成的云团质量是太阳的数十亿倍，在早期星系周围形成了光环，这些星系从中心黑洞延伸了10万光年。

根据目前的研究，科学家已经发现了第一个超大质量黑洞迅速的增长。研究小组还发现，这些气体晕与星系紧密相连，为恒星的快速形成和超大质量黑洞的成长提供了完美的“食物来源”。这些观测结果有效地解开了超大质量黑洞在宇宙早期历史中是如何存在的谜团。

​

这是人类首次证明，原始星系的环境中确实有足够的食物来维持超大质量黑洞的生长和有力的恒星形成。在未来，天文学家将有更复杂的仪器来研究早期宇宙中的星系和SMBHs，这将揭示更多关于古代气体云的细节。这包括欧洲南方天文台的超大望远镜(ELT)，以及詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)等太空望远镜。