JWST震驚發現：早期宇宙黑洞超巨大！科學家找到了可能原因

記者林育如／編譯

天文學家最近觀察到，宇宙大爆炸不到10億年，黑洞竟然已經超級巨大，這讓人相當震驚！根據詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）的觀測，早期宇宙中黑洞的質量比原本預期的快上好幾倍，挑戰了天文物理學家的理論。那麼，這些超大質量黑洞究竟是如何「迅速長大」的呢？科學家們在最新研究中找到了可能的答案。

研究焦點是一顆名為 RACS J0320-35 的類星體（quasar），它是由一個超大質量黑洞驅動的活躍星系核。位於紅移 z=6.13，這意味著天文望遠鏡看到的是宇宙僅9.5億歲時的樣貌。這顆類星體散發的X光亮度遠超同時期任何已知黑洞，科學家花了數年的時間才解開它如此明亮的謎團。

答案藏在一個名詞裡：超艾丁頓吸積（Super-Eddington Accretion）。一般黑洞吸積物質時會受到艾丁頓極限限制，即黑洞向外輻射的壓力與引力達到平衡時，物質吸積速率會被抑制。但如果發生超艾丁頓吸積，黑洞就能短暫突破這個極限，快速吞噬大量物質，從而迅速長大。

研究顯示，RACS J0320-35的X光光譜不可能由相對論性噴流（jets）產生，反而符合超艾丁頓吸積黑洞的特徵。換句話說，這個黑洞可能從一開始就以超高速「吸肥」，是早期宇宙黑洞快速成長的活生生範例。

更驚人的是，科學家推測，若此黑洞一開始的質量只是由恆星塌縮形成，它竟能以2.4倍艾丁頓極限的速度長期吸積，成為如今的巨無霸，顯示早期宇宙環境極為特殊。

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此外，這顆類星體還伴隨罕見的無線電亮噴流，研究團隊認為噴流可能與黑洞的超高速吸積有關，因為噴流將部分物質能量轉換成動能而非輻射，讓黑洞能「更大口地」吞下物質。

研究人員指出，持續觀測 RACS J0320-35 將有助於理解早期宇宙超大質量黑洞的形成與成長機制，也可能解開宇宙最初一代黑洞是如何誕生的千古之謎。正如研究共同作者所言：「這個黑洞就是我們探索宇宙黑洞成長歷程的活教材！」

資料來源：Universe Today、NASA