美國國家航空暨太空總署（NASA）近日公布最新研究成果指出，由詹姆斯．韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope，JWST）觀測到的遙遠天體GLIMPSE-17775，展現出迄今最符合「黑洞之星模型（Black Hole Star Model）」的特徵。研究團隊表示，這項發現為該理論提供目前最有力的觀測證據，未來有望協助解釋宇宙早期超大質量黑洞如何在極短時間內快速形成。記者林育如／編譯

美國國家航空暨太空總署（NASA）近日公布最新研究成果指出，由詹姆斯．韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope，JWST）觀測到的遙遠天體GLIMPSE-17775，展現出迄今最符合「黑洞之星模型（Black Hole Star Model）」的特徵。研究團隊表示，這項發現為該理論提供目前最有力的觀測證據，未來有望協助解釋宇宙早期超大質量黑洞如何在極短時間內快速形成。

[caption id="attachment_225788" align="alignnone" width="903"] 韋伯太空望遠鏡在觀測星系團阿貝爾S1063時，意外取得神秘「小紅點」GLIMPSE-17775的詳細光譜資料。（圖／NASA/ ESA/ CSA/ Vasily Kokorev (UT Austin)韋伯太空望遠鏡在觀測星系團阿貝爾S1063時，意外取得神秘「小紅點」GLIMPSE-17775的詳細光譜資料。（圖／NASA/ ESA/ CSA/ Vasily Kokorev (UT Austin)[/caption]

GLIMPSE-17775屬於近年天文學界高度關注的「小紅點（Little Red Dot）」天體之一。這類天體因呈現異常明亮且偏紅的特徵而得名，自韋伯望遠鏡投入科學觀測後陸續被發現，但其真實本質至今仍未完全釐清。由於部分小紅點出現在宇宙形成初期，因此被認為可能隱藏著超大質量黑洞誕生的重要線索。

研究團隊利用韋伯望遠鏡進行長時間觀測，並透過重力透鏡效應放大來自遙遠宇宙的微弱光線，取得迄今最完整的光譜資料。分析結果顯示，GLIMPSE-17775所呈現的光譜特徵與黑洞之星模型預測高度一致。

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所謂黑洞之星模型，是指一個正在快速成長的大質量黑洞被高密度氣體包覆的特殊狀態。這層厚重氣體不僅能持續供應黑洞吸積物質，也會改變外界所觀測到的光譜訊號。研究人員認為，這種狀態可能出現在宇宙形成初期，並成為超大質量黑洞快速成長的重要階段。

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長期以來，天文學界一直試圖解釋一項重大謎題：宇宙誕生後不到10億年，為何就已出現質量高達數百萬甚至數十億倍太陽質量的超大質量黑洞。按照傳統模型，由恆星死亡形成的小型黑洞需要經過漫長時間吸積與合併，才可能成長至如此規模。然而近年韋伯望遠鏡接連發現早期宇宙中大量巨大黑洞，使現有理論面臨挑戰。

研究團隊指出，若黑洞之星模型獲得進一步證實，將有助於支持部分理論學者提出的快速形成機制，解釋超大質量黑洞為何能在宇宙早期迅速出現。不過，目前的研究結果仍不足以直接證明黑洞之星存在，GLIMPSE-17775是否確實符合該模型，仍需透過更多觀測與理論分析進一步驗證。

研究人員強調，此次發現的重要性不在於已確認黑洞之星存在，而是在於首次取得與理論預測高度吻合的觀測證據。隨著韋伯望遠鏡持續探索更遙遠的宇宙深處，未來有望發現更多類似天體，進一步揭開宇宙早期超大質量黑洞形成與演化的關鍵過程。

資料來源：Space.com、NASA Science

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天文學家利用 詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST） 觀測到一個名為 Virgil 的銀河，揭示其核心存在一個質量極大的超大黑洞，挑戰了現行銀河與黑洞共同演化的理論。Virgil 屬於一類被稱為「小紅點」的早期銀河，這些銀河在宇宙大爆炸後約 6 億年出現，但到宇宙年齡約 20 億年時數量明顯下降。研究團隊希望透過 Virgil，了解這些銀河在宇宙演化中的後續發展。記者林育如／編譯

天文學家利用 詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST） 觀測到一個名為 Virgil 的銀河，揭示其核心存在一個質量極大的超大黑洞，挑戰了現行銀河與黑洞共同演化的理論。Virgil 屬於一類被稱為「小紅點」的早期銀河，這些銀河在宇宙大爆炸後約 6 億年出現，但到宇宙年齡約 20 億年時數量明顯下降。研究團隊希望透過 Virgil，了解這些銀河在宇宙演化中的後續發展。

[caption id="attachment_201769" align="alignnone" width="876"] 描繪詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST） 與穿越宇宙、延伸數光年的 暗物質絲狀結構。（圖／ESA/Webb, NASA & CSA, G. Östlin, P. G. Perez-Gonzalez, J. Melinder, the JADES Collaboration, M. Zamani）[/caption]

JWST 的中紅外線儀器（MIRI）觀測顯示，Virgil 的光學和紫外線觀測呈現典型的年輕銀河特徵——恆星形成活躍、亮度適中。但紅外線觀測揭示其核心隱藏著一個大量吸積物質的超大黑洞，正釋放出巨大的能量。厚重塵埃遮蔽了紫外線和可見光，使這個黑洞在其他波段難以被觀測到。

亞利桑那大學的 George Rieke 表示：「JWST 提供了前所未有的紅外線觀測能力，使我們能直接看到這些早期銀河中心的黑洞活動。我們發現黑洞的成長速度在某些情況下超過銀河本身，這與現有模型存在差異。」

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Virgil 的黑洞質量超過其宿主銀河理論上能支持的範圍，屬於罕見的「overmassive」超大黑洞。這項觀測結果對理解早期銀河與黑洞的關係，以及超大黑洞在宇宙演化中扮演的角色，具有重要意義。Pierluigi Rinaldi（太空望遠鏡科學研究所）指出：「紅外線觀測提供了比光學和紫外線更完整的核心信息，幫助我們識別被塵埃遮蔽的黑洞活動。」

這項研究於 2023 年 12 月 8 日發表在 《自然天文學》，為探索早期銀河和超大黑洞的形成提供了新的觀測證據，也提醒天文學家在研究早期宇宙時，需考慮塵埃對觀測的影響。

資料來源：Space.com、Universe Today、University of Arizona

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