我們頭頂的每一縷星光,都是穿越時空的信使,距離我們越遠的天體,它發出的光在路上花費的時間就越長,我們看到的,便是它在宇宙更早期的模樣。
而天文學家始終在追尋最遙遠的那束光--類星體,因為它藏著宇宙誕生之初,第一代超大質量黑洞與星系形成的秘密。
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尋找最早期的類星體,從來都不是件易事。
類星體是早期宇宙最明亮的燈塔:當星系中心的超大質量黑洞瘋狂吞噬周圍氣體時,物質會在黑洞外圍的吸積盤中被劇烈壓縮加熱,爆發出足以蓋過整個星系的強光。
但這類天體在宇宙中極其稀少,亮到可被觀測的天體平均每一百平方度的天區里可能才藏著一個;再加上宇宙膨脹會把它們的光拉伸到紅外波段,地面觀測不僅會受大氣輝光的嚴重干擾,就連常用的硅基感光器件也會在這個波段基本失去感光能力。
正因如此,過去二十多年的搜尋,總共只找到了9個紅移大于7的類星體——對應的是宇宙誕生不到8億年的時期。
而歐洲空間局的歐幾里得太空望遠鏡,則徹底改寫了這個局面。
它搭載的近紅外設備避開了地球大氣的干擾,能以極高的效率開展大天區深度巡天。
在任務啟動后的前18個月里,它已經掃描了約3000平方度的天空,差不多是整個天球的7%。
研究團隊結合機器學習算法、概率統計模型與光譜模板擬合等多種方法,從海量天體中交叉篩選出高紅移類星體候選體,再通過凱克望遠鏡、麥哲倫望遠鏡與大雙筒望遠鏡等地面大口徑設備進行光譜確認,最終一次性發現了31個全新的高紅移類星體,紅移范圍覆蓋6.6到7.8。
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這批發現最重磅的突破,是直接將已知最遙遠類星體的紀錄大幅推遠。
相關研究于2026年7月6日發表在《天文學與天體物理學》上。
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在31個新天體中,有12個的紅移達到或超過7,讓人類擁有的紅移≥7類星體樣本直接翻了一倍還多。
其中編號為EUCL J172902.75+641018.1的類星體,紅移高達7.77——這意味著它的光在宇宙中穿行了約131億年才抵達地球,我們看到的,是宇宙誕生僅6.6億年時的模樣。
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那時的宇宙還處在嬰兒階段,年齡只有今天的不到5%,但它卻已經存在能夠持續發出強光的超大質量黑洞。
緊隨其后的還有紅移7.69和7.61的兩個類星體,同樣刷新了人類的觀測邊界。
此外,研究團隊還在這批類星體中找到了兩個擁有射電對應體的目標,它們是目前已知紅移6.5以上最明亮的射電類星體之一,說明早期宇宙中的部分黑洞就已經能產生強勁的噴流,為研究早期黑洞的活動模式補充了新線索。
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更讓天文學家興奮的是,這批新發現首次系統觸及了高紅移類星體的暗弱端。
過去找到的高紅移類星體,都是同類中最明亮的,它們就像冰山露出海面的一角,無法代表整個族群的真實面貌。
而歐幾里得憑借更深的觀測能力,發現了一大批亮度更低的類星體,其中紅移7.5附近的暗弱類星體,紫外光度只有此前已知同紅移類星體的約十分之一,填補了類星體亮度分布上的關鍵空白。
這些暗弱類星體有著不可替代的科學價值。
此前我們對早期黑洞的認知,幾乎都來自最明亮的那批類星體,但它們可能只是黑洞族群中的特殊情況,其快速增長或許并不具備普遍性。
如今樣本量翻倍,還覆蓋了更寬的亮度范圍,天文學家終于能從研究個別特例轉向統計整體規律,更準確地還原早期宇宙中黑洞的生長節奏。
與此同時,暗弱類星體周圍的電離范圍更小,周邊環境更接近宇宙原本的中性狀態,反而更適合用來探測宇宙再電離時期的中性氫分布——它們就像精度更高的探照燈,能照清宇宙從黑暗走向光明的過程細節。
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這批發現也讓早期黑洞快速成長的謎題變得更具張力。
按照現有的黑洞生長理論,哪怕黑洞以最高效率持續吞噬物質,要在短短幾億年里成長為上千萬乃至上億倍太陽質量的超大質量黑洞,也需要極為苛刻的條件。
天文學家提出過多種猜想:或許宇宙中最初形成的黑洞種子本身體量就很大,并非來自普通恒星死亡;或許早期宇宙的氣體密度遠高于今天,為黑洞提供了充足的食物;又或許黑洞與星系的協同演化,啟動得比我們預想的早得多。
如今更大、更完整的類星體樣本,為檢驗這些猜想提供了實實在在的觀測依據。
這還僅僅是歐幾里得任務的開端。
按照計劃,它會在六年任務期內完成14000平方度的巡天,覆蓋范圍是本次成果的四倍多。
研究團隊預測,整個任務有望發現上百個紅移7到7.5的類星體,還有約25個紅移超過7.5的天體,甚至有望找到紅移突破8的目標。
這些來自宇宙黎明的光點,會一步步推開宇宙早期研究的大門,讓我們最終看清第一代黑洞誕生、第一批星系成長的完整故事。
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