「比太阳还大百万倍」 百亿光年外宇宙超大黑洞被发现 

清华大学天文教授后藤友嗣携手国际团队,在距离地球约130亿光年的超远方宇宙发现百个超大质量黑洞(图/清大提供,下同)

记者陈凯力新竹报导

清华大学天文所副教授后藤友嗣与日本爱媛大学、东京大学美国普林斯顿大学等国际研究团队合作,穿越广袤银河,在距离地球约130亿光年的超远方宇宙,发现100个质量比太阳还大一百万倍以上的超大质量黑洞Supermassive Black Holes,这项研究也推翻了大霹雳之后宇宙初期曾发生的「再电离」是由黑洞造成的假说。

由日、台、美、德、西班牙46位学者组成的国际研究团队上周在东京大学对外界发表这项突破性的天文发现。天文学界估计宇宙的年龄约为138亿年,后藤友嗣表示,这项耗时3年的观测也发现,在宇宙形成的非常初期,也就是约130亿年前、即5%的前期,已出现了许多超大质量黑洞,「就像娇小的母亲为何能产下巨婴?令人感到不可思议,也留下许多待解的谜团。」

后藤友嗣解释,宇宙大霹雳后的30万年处于没有恒星、没有星系的黑暗时代,后来发生了「再电离」,充满宇宙的中性氢原子产生相变,让宇宙变得透明,这是宇宙历史上很重要的事件,但是什么促成再电离?学界仍未有定论。过去认为最可能的假说即是超大黑洞所造成。

因此,全球许多天文研究团队都极力要找到这些质量为太阳的100万到100亿倍的超大质量黑洞。而寻找超大黑洞的有效方法,就是观测黑洞吞噬周围物质过程中,发出明亮光芒的「类星体」Quasar。过去仅有极少数非常明亮的类星体被发现。

后藤友嗣所属的研究团队采用日本国立天文台夏威夷的SUBARU望远镜,及西班牙加那利智利双子星共3个大口径望远镜,搭配最先进的超广角相机HSC,大幅提升观测灵敏度,观测到过去未能发现、仅发出弱光的类星体。

团队累计进行了共3百夜的密集观测,每夜观测费用高达3百万台币,共发现83个新的超大黑洞、并重新确认17个过去有光谱纪录的超大黑洞。「这是黑洞观测史上的一大跃进。」后藤友嗣兴奋地表示。

后藤友嗣进一步说明,经由发现黑洞分布的密度,团队也证实,1百个黑洞产生的辐射能量不足以导致宇宙再电离,起码要1千个黑洞才有此可能,推翻了黑洞造成宇宙再电离的假说。学界未来将进一步研究宇宙初期出现的大量星系是为否为「再电离」成因

走进后藤教授在清华大学的办公室,除了黑洞研究海报,最亮眼的就是书柜里满满的马拉松奖杯,及墙上一张张他高高跃过终点线的英姿照。从他2014年加入清华以来,这5年的校庆环校路跑教职员冠军都只有一个名字--后藤友嗣。除了在校园跑,国内各项马拉松赛事也经常可以看到这位日籍教授的身影

后藤友嗣笑说:「天文学家是在晚上观测的,白天不晓得要做什么,我就绕着天文台一圈圈地跑。」他经常造访的夏威夷天文台海拔高度超过4千公尺,空气稀薄、含氧量低,正是马拉松选手高海拔训练的绝佳地点。作为专研黑洞的学者,后藤常说,研究最难的就是在数以亿计的资料中,寻找代表黑洞的那一个小点,这需要长足的耐性,也与他热爱的马拉松运动特性相仿。他高中时加入天文社团,就对宇宙的大小及起源着迷,立下成为天文学家的志向