在早期宇宙中发现了巨大的黑洞风暴

在宇宙的最深处，有一个超大质量的正在发脾气。

它正在将一股巨大的风吹向星际空间，我们看到了 131 亿年前的风暴光，当时宇宙的年龄还不到当前年龄的 10%。这是我们迄今为止发现的最遥远的此类风暴，它的发现是一条线索，可以帮助天文学家解开星系形成的历史。

“问题是宇宙中何时出现银河风？”天文学家泉琢马说日本国家天文台（NAOJ）的。

“这是一个重要的问题，因为它与天文学中的一个重要问题有关：星系和超大质量是如何形成的？共同进化？”

超大质量黑洞无法与星系分离。这些巨大物体的质量是太阳的数百万到数十亿倍，构成了银河系强大的心脏——银河系中其他一切物体都围绕其旋转的引力核。

它们在星系的形成过程中也发挥着巨大的作用。他们这样做的方法之一是一种称为反馈的机制。来自超大质量黑洞的强大风吹过太空，吹走了某些区域可能产生恒星的物质，或迫使其他区域的物质塌缩成新的恒星。最终，黑洞的存在限制了星系的恒星质量。

有趣的是，超大质量黑洞的质量通常大致与其周围星系的中央核球成正比。天文学家不确定为什么会发生这种情况，因为星系的质量比其超大质量黑洞大得多，大约高出 10 个数量级；但比例性表明超大质量黑洞及其星系是一起演化的，而不是单独形成然后再聚集在一起。

为了研究如何在宇宙中观察到早期反馈，泉和他的同事使用智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）射电望远镜来寻找早期宇宙中带有超大质量黑洞的星系周围气体流的运动。

他们发现了一个名为 J1243+0100 的星系，距离星系形成仅几亿年。。对银河系尘埃发射的射电波的分析表明，每秒有 500 公里（310 英里）的强大射电流出，每年的流出速度是太阳质量的 447 倍——绝对强大到足以熄灭任何恒星的诞生。

这使其成为迄今为止发现的最早的黑洞风，将记录延长了一亿年，表明反馈在宇宙历史中相对较早出现。

然而，这并不是唯一早期出现的事情。测量结果显示，这个超大质量黑洞的质量约为太阳质量的 3.3 亿倍。

通过研究 ALMA 数据，研究人员还能够测量 J1243+0100 凸起的质量。它的质量是太阳质量的 300 亿倍，使得黑洞的质量与核核质量的比例约为 10%。

这表明超大质量黑洞及其宿主星系的共同演化自大爆炸后至少几亿年以来也一直在发生。

“我们的观察结果支持最近的高精度计算机模拟，该模拟预测共同进化关系甚至在大约 130 亿年前就已经存在，”泉说。

“我们计划在未来观测大量此类物体，并希望澄清在该物体中看到的原始共同进化是否是当时整个宇宙的准确图景。”

该研究发表于天体物理学杂志。