【本报记者 综合报道】
搭载于美国国家航空航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)和加拿大航天局(CSA)联合研制的詹姆斯·韦伯太空望远镜上的NIRSpec积分场光谱仪最新观测显示,在遥远星系MRG‑M0138中心存在一颗超大质量黑洞,其质量约为太阳的60亿倍。相关研究成果已发表于《科学》杂志。
利用引力透镜放大远方星系
研究团队介绍,MRG‑M0138位于一个巨型星系团之后,距离地球超过100亿光年。前景星系团的引力透镜效应放大并拉伸了这一红色星系的影像,使得天文学家看到的视角比未放大时大约放大了30倍。
韦伯望远镜拍摄的图像显示,MRG‑M0138在画面中呈现高度扭曲的红色结构,前景星系团则以明亮的白色光源形式出现。研究人员指出,这一“天然放大镜”与韦伯望远镜的高分辨率观测能力相结合,使得对该星系中心区域的精细研究成为可能。
测得早期宇宙中休眠黑洞质量
MRG‑M0138被归类为一颗静止星系,目前已基本停止形成新恒星,其中心黑洞也处于休眠状态。来自卡内基科学研究所及南加州大学的天文学家安德鲁·纽曼(Andrew Newman)表示,团队利用韦伯望远镜的NIRSpec积分场光谱仪,对该星系进行了详细观测。
纽曼称,通过将韦伯望远镜的数据与引力透镜放大效应相结合,研究人员得以探测到黑洞的引力影响范围——在这一范围内,黑洞的引力显著提升了恒星的运动速度。团队据此对中心黑洞的质量进行了测量,结果显示其质量约为太阳的60亿倍。

研究人员指出,这一方法是当前测量黑洞质量的关键技术之一。此前,天文学界仅在邻近宇宙中发现过少数质量如此巨大的休眠黑洞,而在如此遥远的宇宙早期阶段获得类似测量尚属罕见。
为早期黑洞与星系共同演化提供线索
观测显示,MRG‑M0138所在的宇宙时期约为宇宙诞生后30亿年。研究团队认为,这一结果为理解早期宇宙中黑洞与星系的共同成长提供了新的线索。
在邻近宇宙中,天文学家已发现星系中心黑洞质量与宿主星系性质之间存在紧密关联,但此前难以确认这些关系在数十亿年前是否已经建立。此次研究表明,最致密的星系可能是早期宇宙中黑洞快速增长的重要场所。
研究人员还指出,尽管MRG‑M0138目前处于休眠状态,但其在过去很可能曾是一颗强大的类星体。
伦敦大学学院的理查德·埃利斯(Richard Ellis)表示,通过测量这颗遥远星系核心区域恒星的集体运动,团队得以推断出原本难以直接探测的超大质量黑洞质量。他称,这一结果证明了相关技术在早期宇宙星系中的可行性,为今后系统研究黑洞随时间演化及其在星系演化中的作用奠定了基础。
研究发表
该研究由安德鲁·B·纽曼等人完成,论文题为《在红移2处对一颗休眠黑洞进行恒星动力学质量测量》,发表于《科学》杂志第392卷第6802期(2026年),页码1065–1068,DOI为10.1126/science.adx5816。
