科學家已經發現了83個超大質量黑洞，幾乎與已知的宇宙一樣古老。這項研究中的這些黑洞是透過它們的光度來確定的 - 下文影象中的紅點。這些點中的每一個都是超亮的活效能量核，形成超大質量黑洞。氣體聚集在中心。

負責本週釋出的報告的團隊使用三臺大型望遠鏡。這些望遠鏡是斯巴魯望遠鏡; 智利的雙子座南站望遠鏡和西班牙拉帕爾瑪島上的加那利大型望遠鏡。他們使用HSC獲得的資料觀察了潛在黑洞活動的候選者。

“Hyper Suprime-Cam”（HSC）太空研究相機是日本國家天文臺斯巴魯望遠鏡的一部分。

這些超大質量黑洞的年齡大約為130億年。目前對宇宙大爆炸的估計設定在大約133億年前，而地球是在大約45億年前形成的。這使得這些最密集和最大規模的天體形成在我們宇宙第一次擴張後僅約3億年。

下面你會看到藝術家對超大質量黑洞的印象 - 類星體，從其中心發出大量的光度和能量。此圖片由Yoshiki Matsuoka提供。

關於這一主題的更多資訊可以在《天體物理學雜誌》和日本天文臺出版物上發表的一系列論文中找到。

超大質量黑洞在宇宙中其實是很普遍的，並且它們的壽命都是很長的，但科學家現在還不清楚這些超大質量黑洞到底是何時形成的，以及在早期的嬰兒宇宙中這類天體到底存在多少。

這次最新發現的83個超大質量黑洞準確的說是83由超大質量黑洞提供動力的類星體，因為以超大質量黑洞為中心的類星體釋放的能量可以是一個星系的幾千倍，它們像宇宙中的燈塔，放射出十分耀眼的光芒，即使遠在百億光年之外也能夠被探測到。

來自日本和美國的研究小組利用數字光學成像照相機，即HSC（Hyper Suprime-Cam）採集資料。這套裝置安裝在位於夏威夷茂納克山頂的日本斯巴魯望遠鏡（昂星團望遠鏡）上。HSC的研究小組在5年的時間裡，用300個夜晚的望遠鏡觀測天空，在眾多的星狀核物質探測資料中選擇了一些疑似的候選類星體。然後，他們利用了三臺大型望遠鏡（口徑8.2米的斯巴魯望遠鏡，口徑8米智利的雙子座南部望遠鏡，西班牙拉帕爾瑪島上10.4米的加那利望遠鏡）進行了一場密集的觀測運動，獲得了這些候選者的光譜。最後確定了83顆以前不為人知的遙遠類星體。

下圖：日本的斯巴魯望遠鏡

這些類星體中的黑洞形成時宇宙的年齡只有現在的5%，可以說這些黑洞幾乎與宇宙本身一樣古老。如果把宇宙從大爆炸到現在的時間長度比作一個100米長的足球場上，地球和我們的太陽系要走到距離底線33米處才會出現，地球生命就在距離底線28米內出現，而恐龍則在距離球門1米線的中間就已經滅絕了。所有的人類歷史，從原始人開始直立行走，都發生在離球門線不到一英寸的地方。而這83個超大質量黑洞在這個時間軸上，是出現在開始的6米的線上，就在大爆炸之後不久。

如此巨大而密集的物體能在宇宙大爆炸後這麼短的時間內形成，確實出乎意料。瞭解黑洞是如何在早期宇宙中形成的，以及它們有多普遍，對現在的宇宙學模型是一個挑戰。這一次發現大大增加了早期宇宙已知黑洞的數量，並首次揭示了這些超大質量黑洞在宇宙歷史早期是多麼普遍。此外，它還提供了關於黑洞對宇宙最初10億年早期氣體物理狀態的影響和一些新見解。上圖是由斯巴魯上的HSC拍攝的，光線來自已知的最遙遠的類星體之一，它由一個距離地球130.5億光年的超大質量黑洞提供能量。

這次新發現的83顆遙遠類星體加上之前發現的已知區域的的17個類星體，研究人員發現，宇宙早期超大質量黑洞的平均間距約為10億光年。換句話說，如果將那時的宇宙分成很多長寬高各10億光年的立方體，那麼每個立方體的中心都有一個超大質量黑洞。這次發現的類星體樣本距離我們約130億光年，目前認為宇宙的年齡是138億光年，所以，當這些超大質量黑洞形成時，宇宙的年齡最多隻有8億歲，對於宇宙來說，確實是處在一個嬰兒時期。

上圖中那些紅點，都是一個超亮的類星體能量核，中心就是超大質量黑洞。我們看到的是它們130億年前的樣子。天文學家認為，宇宙中的氫曾經是中性的，但在大爆炸後的最初幾億年間，大約在第一代恆星、星系和超大質量黑洞誕生的時候，氫被“重新電離”成質子和電子。這算是宇宙歷史上的一個里程碑，但天文學家仍然不能確定是什麼因素提供了這些令人難以置信的能量，可以引起宇宙中的氫再電離。這次發現的83個類星體讓天文學家提出了一個假設，在早期宇宙中，類星體的數量比現在探測到的多得多，正是這些擁有巨大能量的類星體導致了這個宇宙中的氫重新電離。如同上圖類星體的藝術圖片中，一個超大質量的黑洞位於中心，聚集在它上面的物質發出大量的光與能量影響著周圍的空間。