其中兩個黑洞距離接近。
（示意圖/圖片來源：Declan Hillman/stock.adobe.com）
在距離地球超過125億光年的宇宙深處，一個古老星系正上演著令人難以想像的天體奇觀，三個超大質量黑洞同時活躍，不斷吞噬周圍的物質。其中兩個相距僅620光年，第三個在星系中心之外。更令人驚訝的是，這三個黑洞的質量相差懸殊，一個相當於8000萬個太陽，另一個以超出傳統模型預期的速度迅速成長。
三個黑洞同時活躍
這個被揭開神祕面紗的星系，名稱為J0148-4214。由德國馬克斯普朗克地外物理研究所（MPE）領導的國際研究團隊，在這個距離地球超過125億光年的遙遠星系中，找到三個正在積極吞噬物質的超大質量黑洞。
由於光線需要時間才能穿越浩瀚宇宙，這個星系的光抵達地球時，已經歷了大約125億年的旅程。天文學家看到的並非它今天的模樣，而是它在大爆炸後12億年的古老身影。對人類而言，那是宇宙仍處於早期階段的遙遠年代。
三個黑洞雖然無法像普通天體一樣直接看見，卻各自展現出活躍的跡象。當周圍的氣體與物質受到強大引力牽引，就會逐漸向黑洞靠近，沿著旋轉的吸積盤向內運動。物質在這個過程中釋放出輻射，使黑洞周遭形成明亮的區域，也讓天文學家有機會辨識這些深藏宇宙中的巨型天體。
這個星系之所以格外引人注目，不只是因為黑洞的數量，更在於它們竟然同時存在於同一個遙遠星系之中。研究主要作者、馬克斯普朗克地外物理研究所研究組組長漢娜・於布勒指出，這是首次在遙遠宇宙的單一星系中找到三個活躍黑洞的證據。
中心附近兩個黑洞 距離僅620光年
在這三個黑洞當中，最引人注目的組合位於星系中心附近。兩個黑洞彼此相距僅有620光年，對浩瀚宇宙而言，這樣的間隔顯得相當接近。第三個黑洞位於更外圍，距離星系中心約5500光年。
這三個天體並非靜止不動的宇宙擺設，黑洞會受到引力影響，與周遭物質及其他天體發生複雜的互動。研究人員認為，星系中心附近的兩個黑洞預計將在未來幾億年內合併，形成一個質量更大的黑洞。
J0148-4214中的兩個近距離黑洞，正好提供了一個觀察這類過程的重要線索。研究合著者、劍橋大學教授羅伯托・馬約利諾表示，這些結果令人振奮，也顯示黑洞合併可能是早期宇宙中黑洞迅速增長的途徑之一。
最小的反而成長得更快
這三個黑洞還有一項驚人的特徵，它們的質量並不在同一個量級。
根據研究團隊的估算，三個黑洞的質量分別約為太陽的8000萬倍、60萬倍與200萬倍。當中最大的黑洞已經達到相當驚人的規模，然而，最令人意外的卻是那個質量大約為60萬個太陽的較小黑洞。研究發現，這個較小的黑洞正以極快的速度吸收物質，估計成長速度甚至超過黑洞基本成長模型所預測的上限，也就是所謂的「愛丁頓極限」。
愛丁頓極限描述的是輻射壓力與引力之間的平衡，傳統模型通常以此作為黑洞吸積速率的重要參考。當黑洞以超出這一界限的速度吸收物質時，就引出一個值得探究的問題，在宇宙誕生後不算太久的年代，某些黑洞究竟如何迅速累積出龐大的質量？這項發現並不代表所有黑洞都會以同樣方式成長，卻顯示早期宇宙中的黑洞可能存在比簡單模型更複雜的成長情況。
研究第二作者、馬克斯普朗克地外物理研究所研究員喬瓦尼・馬佐拉里博士表示，詹姆斯・韋伯太空望遠鏡的資料，除了協助辨認三個黑洞，也讓研究團隊得以估算它們的質量、吸積率，以及星系的恆星質量。研究估計，J0148-4214的總恆星質量大約為太陽的13億倍，而這些黑洞的質量在整個星系的尺度中占有相當重要的分量。
責任編輯:星躍
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