一个由多国科学家组成的团队利用欧洲空间局的欧几里得空间望远镜,在宇宙深空探测中取得重大突破——一次性发现31个古老类星体,其中两个类星体的光来自宇宙诞生后约6.7亿年,刷新了人类观测到的最早类星体纪录。这一发现为研究早期宇宙中超大质量黑洞的形成机制提供了关键样本。
类星体是宇宙中最明亮的天体之一,其能量源于星系中心超大质量黑洞吞噬周围物质时释放的巨大辐射。这些天体亮度极高,即使位于130多亿光年外,仍能被望远镜捕获,因此被天文学家视为探索早期宇宙的“天然灯塔”。此次发现的31个类星体中,14个的红移值达到或超过7,对应宇宙年龄约7.5亿年;其中两个最古老类星体的红移值分别为7.69和7.77,其光信号穿越了130亿年的时空。
寻找如此遥远的类星体面临多重挑战。在宇宙诞生初期,能够孕育类星体的星系数量稀少;由于宇宙膨胀,这些天体发出的紫外光被拉伸至近红外波段,信号极其微弱,且易与银河系内恒星的光谱混淆。地球大气在近红外波段的背景辐射会干扰观测,进一步增加了地面探测的难度。欧几里得空间望远镜于2023年发射升空,其轨道位于地球大气层之外,可规避大气红外背景的干扰,同时凭借大视场和高灵敏度优势,在广域巡天中高效筛选罕见天体。此次发现的31个类星体均来自其首批巡天数据,未来该计划将覆盖超过三分之一的全天域。
研究团队开发的机器学习算法在筛选过程中发挥了关键作用。该算法能从数千万个天体源中快速识别出真正的远古类星体,显著提升了搜索效率。过去十多年间,全球天文学家仅发现约10个红移超过7的类星体,而欧几里得望远镜仅用一年时间就超越了这一数量。这一成果标志着人类在深空探测领域迈出了重要一步。
目前,研究团队正计划将搜索目标扩展至红移超过8的类星体,即宇宙诞生后约6.3亿年时的天体。同时,他们将联合詹姆斯·韦布空间望远镜和阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列,对这些类星体及其宿主星系展开多波段观测,通过测量黑洞质量、分析气体化学组成,并追踪宇宙再电离过程,逐步还原宇宙最初10亿年的演化图景。