宇宙5%歲時(shí)，最古老類星體已被發(fā)現(xiàn)

假如把138億年的宇宙歷史壓成一年，那么新發(fā)現(xiàn)的兩顆類星體，它們的星光從元旦過完第五天就出發(fā)了。這就是歐洲空間局（ESA）歐幾里得太空望遠(yuǎn)鏡剛剛揭開的畫面——宇宙才剛剛學(xué)會(huì)喘氣，一些巨型黑洞就已經(jīng)點(diǎn)起了萬億倍太陽(yáng)亮度的燈。

2025年8月，歐幾里得望遠(yuǎn)鏡的巡天數(shù)據(jù)中，31個(gè)以前從未見過的類星體浮出水面，其中兩個(gè)把人類的視線拉回到了宇宙大爆炸后僅僅6.7億年的時(shí)刻。那個(gè)時(shí)間點(diǎn)，整個(gè)宇宙的年齡大約只相當(dāng)于現(xiàn)在的5%。

我們得先弄明白類星體是什么，才能理解這組數(shù)字為什么讓研究者既興奮又頭疼。類星體并不是恒星，盡管它看起來像個(gè)光點(diǎn)。在它的心臟里，是一個(gè)超大質(zhì)量黑洞正在用一種近乎暴食的方式吞下周圍的物質(zhì)——?dú)怏w、塵埃、可能還有破碎的星體。物質(zhì)在墜入黑洞之前，會(huì)旋轉(zhuǎn)著形成一個(gè)超熱的吸積盤，摩擦加熱到上百萬度，釋放出的輻射可以輕易蓋過整個(gè)宿主星系。用說人話的方式講，就是宇宙早期某些區(qū)域的“引擎”莫名其妙地提前點(diǎn)著了，而且開足了馬力。

看類星體其實(shí)就是在看過去。光速有限，距離越遠(yuǎn)，我們看到的光出發(fā)得越早。天文學(xué)家用“紅移”這個(gè)量來衡量光的拉伸程度，進(jìn)而推算出它走了多久才到達(dá)我們。這次最遠(yuǎn)的一顆，編號(hào)EUCL J172902.75+641018.1，紅移值為7.77；第二遠(yuǎn)的EUCL J125308.55+705432.3，紅移值7.69。把這些數(shù)字轉(zhuǎn)化成時(shí)間，宇宙才6.7億歲。這意味著，當(dāng)這些黑洞發(fā)出我們今天記錄到的光子時(shí)，第一批恒星才剛剛聚合不久，宇宙還浸泡在中性氫的海洋里，遠(yuǎn)沒有今天這般透明。

在歐幾里得出手之前，搜尋古老類星體主要靠架在地面的望遠(yuǎn)鏡。問題在于，地球大氣對(duì)紅外波段的吸收和擾動(dòng)，會(huì)讓本就暗弱到極點(diǎn)的遠(yuǎn)古光芒更加模糊。2021年，同一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)曾宣布了他們當(dāng)時(shí)找到的最遙遠(yuǎn)類星體，創(chuàng)下紀(jì)錄。但這次，他們自己把紀(jì)錄往前推了大約2000萬年——這個(gè)時(shí)間跨度在地質(zhì)史上微不足道，在宇宙學(xué)里卻可能踩在了星系形成理論的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上。

歐幾里得望遠(yuǎn)鏡2023年發(fā)射，定軌在離地球約150萬公里的拉格朗日點(diǎn)L2，那里遠(yuǎn)離地球的紅外輻射和氣輝干擾。站在那個(gè)位置上，望遠(yuǎn)鏡的視野既穩(wěn)定又干凈。研究的第一作者、荷蘭萊頓大學(xué)的博士生楊大明（Daming Yang）在接受媒體采訪時(shí)提到，歐幾里得僅僅兩年就把已知的古老類星體數(shù)量翻了一倍，“徹底改變了這個(gè)領(lǐng)域”。要知道，此前幾十年間，人類總共確認(rèn)的高紅移類星體不過寥寥數(shù)十個(gè)，而現(xiàn)在一個(gè)任務(wù)加一疊數(shù)據(jù)就輕松追上。

但讓天文學(xué)界真正感到“困惑”的，并不是望遠(yuǎn)鏡有多厲害，而是這些類星體本身就很難用現(xiàn)有的理論模型塞進(jìn)去。一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，要從最初的“種子”長(zhǎng)到幾十億倍太陽(yáng)質(zhì)量的巨獸，需要不斷吸積物質(zhì)。按照常規(guī)理解，這個(gè)過程即便暢通無阻，也需要數(shù)億年甚至更久。而我們?cè)谟钪嬲Q生還不到7億年時(shí)，就已經(jīng)看見質(zhì)量驚人、吸積盤極其明亮的活躍黑洞。換句話說，觀測(cè)給出來的照片，與理論替它們繪制的成長(zhǎng)時(shí)間表發(fā)生了嚴(yán)重的錯(cuò)位。

這就是標(biāo)題里提到的“宇宙謎題”。研究人員面前擺著兩件都必須認(rèn)真對(duì)待的事：一方面，歐幾里得的探測(cè)是實(shí)打?qū)嵉模t移的測(cè)量經(jīng)過地面望遠(yuǎn)鏡光譜驗(yàn)證，論文已發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊上，數(shù)據(jù)經(jīng)過同行評(píng)議，并非邊緣信號(hào)。另一方面，關(guān)于早期宇宙物質(zhì)如何匯聚、第一批超大質(zhì)量黑洞如何被“喂”大，學(xué)界手里的模型工具箱實(shí)在捉襟見肘。如果把兩者擺在一起，就有了一種辯論的張力——不是說哪個(gè)科學(xué)家和另一個(gè)科學(xué)家在爭(zhēng)吵，而是觀測(cè)事實(shí)與理論預(yù)期正面對(duì)峙。

要解釋這場(chǎng)對(duì)峙，一種可能是早期宇宙里的物理?xiàng)l件遠(yuǎn)比今天想象的極端，比如原始?xì)怏w云的塌縮路徑更陡，或者黑洞可以直接繞過某些加速限制。另一種可能則是，我們還需要更多樣本，來確認(rèn)這些