最年輕，最大，最遠黑洞是天文學的一個難題

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（圖1）圖片版權：ESO/M. Kornmesser

（圖1）這是一類星體279的印象藝術圖。正如圖所示，這個類星體的亮度超過10億倍太陽，距離地球約50億光年。更遙遠的類星體已經被發現，但噴發它們的黑洞質量非常高，挑戰了現在傳統的宇宙觀。

在宇宙的極端距離之外，可以找到第一個類星體。

（圖2）ESA/Hubble, NASA, Suyu et al.

（圖2）he0435 - 1223位於這幅廣域圖像的中心，是迄今為止發現的五種最佳透鏡狀類星體之一。前景星系在它周圍形成了四個幾乎均勻分布的遙遠類星體圖像。

年輕星系中心的超大質量黑洞通過強大的引力加速物質的速度，導致它們發射出射線。

（圖3）NASA, ESA, S. Baum and C. O"Dea (RIT), R. Perley and W. Cotton (NRAO/AUI/NSF), and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

（圖3）雖然遙遠的類星體和活躍星系核的宿主星系通常可以在可見光/紅外光下成像，但是噴射流本身和周圍的輻射最好在x射線和無線電中看到，就像在這裡展示的星系大力神A一樣。

觀察到的東西使我們能夠重建中心黑洞的質量，並探索超遙遠的宇宙。

（圖4）Jinyi Yang, University of Arizona; Reidar Hahn, Fermilab; M. Newhouse NOAO/AURA/NSF

（圖4）離我們越遠，所看到的時間越接近大爆炸。最新的類星體記錄來自宇宙僅有6.9億年前的時代。

最近發現了一個新的黑洞J1342 + 0928，起源於131億年前：當時宇宙年齡為6.9億年，僅為當前年齡的5％。

（圖5）NASA and J. Bahcall (IAS) (L); NASA, A. Martel (JHU), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), G. Illingworth (UCO/Lick Observatory), the ACS Science Team and ESA (R)

（圖5）用人類最強大的望遠鏡，比如哈勃望遠鏡，先進的相機技術和成像技術使我們能夠更好地探測和了解遙遠類星體的物理和性質，包括它們的中心黑洞特性。

它的質量是太陽的8億倍，這在宇宙早期是非常高的數字。

（圖6）圖片版權：歐空局/ ATG Medialab

（圖6）這位藝術家的作品展示了一個星系被清除的星際氣體，新恆星的組成部分。由中心黑洞驅動造成這一現象的原因，也可能是這個新發現的類星體背後的這個活躍的超遙遠星系的核心。

即使這個黑洞是由最初的恆星形成的，它也必須以最大可能的速率(愛丁頓極限)生長，才能如此迅速地達到這個規模。

（圖7）美國宇航局的戈達德太空飛行中心/ SDSS / S。Veilleux

（圖7）活躍星系IRAS F11119 + 3257在近距離觀察時的概念圖，可能與主要合併相符的外流。超大質量黑洞只有在「開啟」時才會被激活，解釋了為什麼我們可以看到這些超遠距離的黑洞。

幸運的是，還有其他方法可以發展出一個超級黑洞。當發生新的恆星形成時，會形成大量大質量恆星。

（圖8）NASA/ESA/C. Kochanek (OSU)

（圖8）來自哈勃望遠鏡的可見光/近紅外照片顯示了一顆大質量的恆星，大約是太陽質量的25倍，已經沒有了超新星或其他解釋。接崩塌是唯一合理的候選解釋。

這些可以直接崩塌或超新星，造成大量的黑洞，然後合併和成長。

（圖9）L. Mayer et al. (2014), via https://arxiv.org/abs/1411.5683

（圖9）各種富含氣體的過程（如星系合併）的模擬表明，應該可能形成直接塌陷的黑洞。直接崩潰，超新星，合併恆星和恆星殘餘物的組合可能會產生一個如此龐大的年輕黑洞。

在宇宙中，只有20個黑洞是誕生的如此之早。

（圖10）圖片版權：X射線：美國宇航局/ CXC /密歇根大學/ RCReis等; 光學：NASA / STScI

（圖10）一個超遙遠的類星體顯示了其中心的一個超大質量黑洞的大量證據。這個黑洞如此迅速如此巨大是一個有爭議的科學辯論的話題，但可能有一個符合我們標準理論的答案。

這是宇宙學的問題嗎？未來更多更詳細的數據將能揭示這些遙遠的宇宙謎題！

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