最早期的巨質量黑洞 (中心的黑點) 的藝術家想像圖，它位於一個富含恆星的年輕星系中心。圖片位權：NASA/JPL-Caltech
黑洞會將時間與空間劇烈地扭區變形。最大質量且最活躍的黑洞常潛伏在星系的中心，週圍常環繞著由塵埃與氣體形成的甜甜圈狀結構，該結構會不斷地"餵食"黑洞，以維繫並使黑洞成長。這種飢餓的大質量黑洞又稱為類星體。與現成宇宙的污穢與凌亂相比，科學家們相信最早期的宇宙是沒有塵埃的，這意味著最原始的類星體應該也是沒有塵埃的。但在此之前，沒有人看到如此完美無瑕的類星體。史匹哲太空望遠鏡已經確認了其中兩個，也是最小的兩個，它們距離地球大約130億光年遠。
這兩個類星體名為J0005-0006與J0303-0019，最初是由Sloan數位巡天任務在可見光的波段發現的。發現它的研究團隊，包含 Jiang 在內，是由亞歷桑那大學的 Xiaohui Fan 所領導，他同時也是這篇論文的共同作者。 NASA的錢德拉X射線望遠鏡也看到了其中一個天體所發出的X射線。當類星體吞噬週圍的氣體時，會發射出X射線、紫外光、以及可見光。
Fan 說：「類星體會發出大量的光線，因此即使它們在可觀測的宇宙邊緣，還是可以偵測得到。」
在2006至2009年間，當Jiang與研究夥伴們利用史匹哲太空望遠鏡觀測J0005-0006與J0303-0019時，他們的目標與正常的類星體相比並不特別突出。史匹哲太空望遠鏡測量了這兩個天體與其他19個同屬於距離最遙遠的陽星體的紅外光。每個類星體中都有一個超過一億倍太陽質量的超大質量黑洞。
在這21個類星體中，由史匹哲的資料顯示J0005-0006與J0303-0019沒有熱塵埃的特徵。史匹哲觀測紅外光的能力使它能理想地偵測到由黑洞所加熱的塵埃發出的紅外輻射。
這兩是原始的巨質量黑洞 (上圖) 與典型的巨質量黑洞 (下圖) 的比較，資料點是由 NASA 的史匹哲太空望遠鏡所取得。影像版權：NASA/JPL-Caltech。譯註：圖的橫軸是波長，縱軸是亮度。由圖中可見一般的巨質量黑洞因為週圍有塵埃，因此在波長較長的部份亮度比原的黑洞亮。
Fan 說：「我們認為這些早期的黑洞大約與宇宙首次形成塵埃時同時生成，這大概是大霹靂後的十億年之內。原始的宇宙並沒有能凝結成塵埃的分子。這些元素要在恆星演化的過程才會產生為釋放到宇宙中。
天文學家也發現，類星體中的塵埃數量隨著黑洞質量的增加而跟著增加。隨著黑洞的成長，塵埃有更多的時間在其附近成形。在J0005-0006與J0303-0019中心的黑洞擁有早期宇宙中最小的質量，這代表著它們仍然相當年輕，處於塵埃還沒在週圍成形的階段。
發表於 2012-10-4 14:48:37
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