长期以来，天文学家一直在努力理解超大质量黑洞是如何在早期宇宙形成的。他们知道，这些宇宙巨兽需要极快的速度增长，才能在宇宙大爆炸后大约10亿年的时间内达到其超大质量的地位。但它们究竟从何处获得了巨大的物质来吞噬，这一点仍然不清楚。
现在，发表在10月1日在《天文学与天体物理学》杂志上的一项由欧洲南方天文台的甚大望远镜 (VLT) 获得的新发现，可能提供了答案。
这六个新发现的“老式”星系位于一个巨大的气体网络中——其直径约为银河系的300倍——并通过 VLT 的长期观测而得以发现。在分析数据后，研究人员确定他们观测到的是这些星系在宇宙大爆炸后仅9亿年时的样子，当时宇宙的年龄只有其目前年龄的6%多一点。这是首次在宇宙形成后的第一个十亿年内发现如此紧密的星系群。
此外，在这个星系“聚集地”的中心，坐落着一个质量约为太阳10亿倍的超大质量黑洞。“[早期宇宙中的超大质量黑洞] 是极端系统，迄今为止，我们对其存在没有一个好的解释，”首席作者 Marco Mignoli 在ESO 的新闻稿中说道。
喂养黑洞
科学家知道黑洞的增长速度是有限制的：即爱丁顿极限。虽然这在早期宇宙超大质量黑洞的形成中起着一定作用，但科学家们真正苦恼的问题是追踪早期黑洞最初的食物来源。
关键可能与宇宙巨大的宇宙网有关。这个（字面意义上的）宇宙结构编织贯穿整个宇宙，通过被称为“细丝”的微弱气体将遥远的星系、星系团和超星系团连接起来。
这项新研究的作者认为，他们的超大质量黑洞及其周围的星系，代号为 SDSS J1030+0524，很可能以堆积在宇宙网细丝纠结节点中的气体为食。
“宇宙网的细丝就像蜘蛛网的丝线，”Mignoli 说。“星系停留在细丝交叉的地方并生长，而供给星系和中心超大质量黑洞的气流可以沿着细丝流动。”
但这只是将问题推得更远了。这些细丝最初的气体从何而来？天文学家认为这个问题的答案可能与另一个长期存在的宇宙学谜团有关：暗物质。
在宇宙极早期，普通物质太热，无法真正聚集形成黑洞和星系等引力束缚的物体。但研究人员认为暗物质可能比普通物质冷得多。这意味着暗物质可能在早期宇宙中聚集起来，形成巨大的结构，称为暗物质晕。这些暗结构的引力会吸引普通物质，吸引大量的气体，从而使第一个星系和黑洞得以生根发芽。
这项新研究发现的星系也是迄今为止观测到的最暗淡的星系之一，这意味着该区域可能还有许多其他星系潜伏着。
“我们相信我们只看到了冰山一角，迄今为止在这些超大质量黑洞周围发现的几个星系只是其中最亮的，”合著者 Barbara Balmaverde 说。
