宇宙年龄不到十亿年时,已经出现由超大质量黑洞驱动的明亮类星体。研究这些天体的困难不只在于距离遥远,还在于样本长期很少。过去数十年的搜寻只在大爆炸后约7.7亿年以内确认了9个类星体,研究人员很难判断单个目标的性质是否具有代表性。

欧几里得空间望远镜改变了搜寻方式。它的主要任务是绘制大尺度宇宙结构,但宽视场和近红外灵敏度同样适合寻找高红移类星体。遥远天体的紫外和可见光会被宇宙膨胀拉伸到近红外波段;大面积近红外巡天因而能同时兼顾深度与天空覆盖。

团队从欧几里得可见光和近红外图像中筛选候选体,再结合机器学习及其他巡天资料排除恒星等混淆源。凯克、麦哲伦和大双筒望远镜随后取得光谱,通过莱曼α断裂等特征测定红移。最终确认31个处于大爆炸后约6亿至8亿年的类星体,其中两个红移分别达到7.77和7.69。

这批发现把红移7以上的已知类星体数量增加一倍多。更重要的是,新增目标包含许多亮度低于既有纪录保持者的天体,因此样本不再只代表最明亮、最极端的少数黑洞。研究人员可以开始比较早期类星体的亮度、吸积状态和宿主环境,检验快速黑洞成长是否需要特殊条件。

类星体还可作为背景光源。它们的光穿过早期星系际介质时,会留下中性氢吸收。多条独立视线有助于研究宇宙再电离在不同区域的进度。不过,这项工作确认的是一批早期类星体,并没有仅凭数量直接解释超大质量黑洞如何在短时间内形成。

目前样本来自欧几里得六年巡天的早期阶段。未来扩大天空覆盖后,候选体数量仍可能上升,但每个目标仍需要光谱确认。把测光候选体、光谱红移与黑洞物理区分开来,是理解这项结果的关键。

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