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宇宙今年138亿岁。要是把这一生按人活80岁来换算,天文学家最近看到的两团光,来

宇宙今年138亿岁。要是把这一生按人活80岁来换算,天文学家最近看到的两团光,来自它4岁那年。

这两团光不一般,每一团的亮度都顶得上1万亿个太阳。它们在路上走了130多亿年,前不久才落进望远镜里。

发出这种光的天体叫类星体。名字里带个星字,其实跟恒星没关系,真身是一个星系的核心:中心蹲着一个超大质量黑洞,正大口吞吃周围的气体。气体打着旋往里掉,越挤越热,发出的光能把整个星系盖过去几百到几千倍,是全宇宙最亮的东西。这顿暴食在星系的一生里只占短暂一段,赶上了,星系核心就亮成一盏灯。

这次的发现来自ESA的欧几里得空间望远镜(Euclid)。荷兰莱顿大学领衔的团队从它的数据里一口气挖出31个宇宙早期的类星体,其中两个刷新了纪录,是迄今发现的最古老类星体。论文发表在《天文学与天体物理学》上。

天文学家找这种东西找了几十年,收成一直惨淡。宇宙早期,多数星系还没来得及长大,够格点亮类星体的凤毛麟角;它们的光挨到地球时已经暗得可怜,还容易跟银河系里离我们近得多的恒星混作一团。过去10多年,全世界的望远镜加起来,才找到约10个红移7以上的类星体。

红移是天文学家量远近的尺子。宇宙在膨胀,光在路上会被空间拉长,波长朝红色那头偏;走得越久,偏得越多,红移数值越大,天体就越古老。红移7以上,对应宇宙诞生后的头7.7亿年。

欧几里得一年就在这个范围里添了12个,把已知数量翻了一倍还多。破纪录的那两个,红移分别是7.77和7.69。它们发光的时候,宇宙只有6.7亿岁,是现在年龄的5%。

欧几里得2023年发射,本职是研究暗物质和暗能量,给宇宙的大尺度结构画地图。干这活需要的本事,恰好也是找类星体需要的:视野大,看得深,成像锐利,还在太空里自带红外视力。最后一条尤其关键,早期类星体的光被红移拉长后,大部分落在红外波段,在地面隔着大气去看,费劲得很。

以前逮到的那十来个,全是亮到不像话的异类,相当于只见过冰山露出水面的尖。这回欧几里得捞起来的是水面下的大部队。样本够多,才能把它们当成一个群体来研究,等于第一次给宇宙黎明时期的类星体做了回人口普查。

普查把一个老问题顶到了台前。宇宙才6.7亿岁,这些黑洞就已经胖到能撑起如此亮度,留给它们进食的时间满打满算不到7亿年。它们是怎么在这么短的时间里吃成超大质量的,至今是天体物理学最大的谜团之一。样本翻了倍,谜面总算凑齐,谜底还没有。

线索倒是有一条。对红移7.69那个类星体的后续观测发现,它住在一个尘埃厚重、气体管够的星系里,那个星系正在疯狂生产新恒星。早期超大质量黑洞的老家可能长什么样,这是一份难得的线索。

这批类星体所处的年代,天文学上叫再电离时期。大爆炸之后宇宙一路冷却,氢气变成中性原子,那时还没有恒星,四下漆黑,这段日子叫黑暗时代。后来第一代恒星和星系陆续点亮,发出的高能光把中性氢原子重新撕开,也就是电离,宇宙从又冷又黑变成又热又亮,今天的格局就是那时打的底。类星体是那个年代最亮的光源,像插在宇宙黎明里的一排探照灯,顺着它们,能摸清第一代星系是怎么起家的。不光是探照灯,还是探针:它们的光穿过沿途残余的中性氢时会被啃掉特定波长,分析这些吸收痕迹,就能反推当时电离进行到了什么程度。

这31个类星体,出自欧几里得截至2025年8月的巡天数据。它的完整巡天要覆盖超过1/3的天空,现在拍完的只是一小块。宇宙4岁那年的档案,才刚翻开第一页。

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图一:艺术家笔下的类星体:星系一生中的一段短暂时期,大量物质旋落进中心的超大质量黑洞,同时释放出高能的光。类星体是宇宙中最亮的天体,比整个星系亮几百到几千倍,图源:ESA图二:欧几里得空间望远镜新发现的31个类星体中的15个,标注了名称与红移(z)。第一行左起前两个是迄今发现的最古老类星体,它们发光时宇宙只有6.7亿岁,是现在年龄的5%,亮度相当于1万亿个太阳,图源:ESA / Euclid / Euclid Consortium / NASA图三:31个新发现类星体的位置(黄点)与欧几里得截至2025年8月的巡天覆盖范围(蓝色区域),叠加在普朗克卫星2014年的全天图上,明亮的水平亮带是银河系的盘面。两个最古老的类星体以红点标出,图源:ESA / Euclid / Euclid Consortium / NASA / Planck Collaboration / A. Mellinger

信源:European Space Agency. "Euclid discovers the most ancient quasars in the universe." Phys.org, edited by Stephanie Baum, 6 July 2026