在浩瀚的宇宙深處，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個不同尋常的黑洞——RACS J0320-35，它正以驚人的速度吞噬物質(zhì)，挑戰(zhàn)著我們對早期宇宙黑洞生長的傳統(tǒng)認(rèn)知。這個黑洞距離地球極其遙遠(yuǎn)，其發(fā)出的光線穿越了128億年的時空才抵達(dá)我們的望遠(yuǎn)鏡，讓我們得以窺見大爆炸后僅9.2億年時的宇宙景象。

RACS J0320-35的質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到了太陽的10億倍，這一數(shù)字在宇宙的早期階段顯得尤為突出。更令人驚訝的是，它的X射線輻射亮度超過了同時期發(fā)現(xiàn)的所有其他黑洞，顯示出其吞噬物質(zhì)的速度遠(yuǎn)超常規(guī)理論所預(yù)測的極限。研究團(tuán)隊的成員盧卡·伊吉納感嘆道：“看到這個黑洞如此迅速地成長，確實讓人感到震撼。”

這個類星體的發(fā)現(xiàn)之旅始于澳大利亞平方千米陣探路者望遠(yuǎn)鏡（ASKAP）的大規(guī)模射電巡天項目。隨后，智利的多個望遠(yuǎn)鏡，包括暗能量相機(jī)和雙子南天望遠(yuǎn)鏡，對其進(jìn)行了后續(xù)觀測，不僅確認(rèn)了其距離，還揭示了它是一個由超大質(zhì)量黑洞驅(qū)動的類星體——這種天體的亮度甚至能超越整個星系。

然而，真正讓天文學(xué)家意識到RACS J0320-35獨特性的，是2023年錢德拉X射線天文臺的觀測結(jié)果。當(dāng)物質(zhì)墜入黑洞時，會因摩擦和壓縮而發(fā)熱，并發(fā)出包括強X射線在內(nèi)的光線。這一過程通常受到愛丁頓極限的制約，即輻射產(chǎn)生的向外推力會阻止更多物質(zhì)落入黑洞，從而限制了黑洞的生長速度。但RACS J0320-35的數(shù)據(jù)顯示，它正在以2.4倍于愛丁頓極限的速度吞噬物質(zhì)，相當(dāng)于每年吞噬300至3000個太陽質(zhì)量的物質(zhì)，這是宇宙早期觀測到的黑洞最快生長速率。

這一發(fā)現(xiàn)對現(xiàn)有的黑洞形成理論提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)上，天文學(xué)家認(rèn)為早期宇宙中的十億太陽質(zhì)量黑洞只能通過原始巨型氣體云的直接坍縮形成，初始質(zhì)量約為太陽的一萬倍。但RACS J0320-35的極端生長速率表明，它可能起始質(zhì)量不足100個太陽質(zhì)量，類似于大質(zhì)量恒星死亡后形成的黑洞。這一可能性為解釋宇宙巨獸的形成開辟了新的路徑。

研究團(tuán)隊成員阿爾貝托·莫雷蒂指出：“通過測算黑洞的質(zhì)量和生長速率，我們可以反向推算其初始質(zhì)量，從而驗證不同的黑洞誕生理論。”RACS J0320-35還產(chǎn)生了近光速運動的粒子噴流，這一特征在類星體中相當(dāng)罕見。研究人員推測，其異常快速的生長可能與這些噴流的形成有關(guān)。

如果黑洞能夠如此快速地生長，那么科學(xué)家可能無需依賴特殊或罕見的條件來解釋大爆炸后早期存在的十億太陽質(zhì)量黑洞。在適當(dāng)?shù)臈l件下，由恒星坍縮形成的普通黑洞也可能實現(xiàn)快速增重。然而，關(guān)鍵問題在于：RACS J0320-35能否將這種極端的生長狀態(tài)維持?jǐn)?shù)億年？還是說，這只是一個短暫的“暴食”階段？其強大的噴流與快速生長之間究竟存在怎樣的關(guān)聯(lián)？

為了解答這些問題，天文學(xué)家計劃利用錢德拉望遠(yuǎn)鏡及新一代觀測設(shè)備，繼續(xù)尋找更多突破常規(guī)的類星體進(jìn)行研究。這一發(fā)現(xiàn)不僅是一次破紀(jì)錄的觀測成果，更可能重塑我們對早期宇宙演化的認(rèn)知。該研究成果已發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志通訊》，為天文學(xué)界帶來了新的思考和探索方向。