天文学家们利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的强大观测能力，确认了宇宙大爆炸后仅5亿年就存在的已知最早黑洞。这一突破性发现为我们深入了解宇宙的形成初期提供了宝贵窗口，并对早期宇宙中黑洞如何能如此迅速地增长提出了挑战，促使科学家们重新审视现有的宇宙学模型。
该黑洞位于一个被命名为CAPERS-LRD-z9的星系内，该星系在宇宙年龄仅为当前3%时就被观测到。最初，天文学家认为该星系异常明亮的光芒源于恒星形成活动，但进一步分析揭示，其光芒实际上来自围绕黑洞旋转并被加热的气体盘。这些被吸积的气体发出强烈的辐射，使得黑洞能够跨越浩瀚的宇宙距离被探测到。该研究的首席作者、亚利桑那大学的博士后研究员Seiji Fujimoto博士表示：“这是迄今为止最早被证实的黑洞，它为我们打开了一扇窥视我们从未见过的宇宙历史时期的窗口。”
据估计，CAPERS-LRD-z9中心的黑洞质量约为太阳质量的3亿倍，这大约是银河系中心超大质量黑洞人马座A*的十倍。尽管研究团队承认这一估计存在一定的不确定性，但这个早期黑洞的质量占其宿主星系总恒星质量的比例高达约5%，远高于现代星系中的比例。这一现象表明，早期黑洞要么以惊人的速度增长，要么从一开始就拥有比先前设想的更庞大的质量。
这一发现对当前主流的黑洞形成模型构成了严峻挑战。这些模型通常认为黑洞需要经过数十亿年的时间才能逐渐增长。如此早期的巨大黑洞的存在，暗示着可能存在其他形成机制，例如大质量气体云的直接坍缩。研究人员推测，环绕黑洞的致密气体云可能通过“红移”现象将发出的光线向更长、更红的波长移动，从而导致该星系呈现出独特的红色外观。
CAPERS-LRD-z9已成为未来JWST观测的关键目标。通过对这一独特天体的深入研究，天文学家们希望能揭示更多关于早期宇宙中黑洞和星系形成与演化的秘密。研究的合作作者Rebecca Taylor博士指出：“直到最近，我们才能够研究早期黑洞的演化，我们非常期待从这个独特的天体中学习到更多知识。” CAPERS-LRD-z9的发现是我们在理解宇宙方面迈出的重要一步。随着JWST持续探索宇宙的过去，预计将有更多突破性的发现重塑我们对宇宙起源和演化的认知。