在早期宇宙中发现的怪物黑洞

天文学家使用国际双子星天文台和Cerro Tololo美洲天文台(CTIO)，NSF的NOIRLab计划，发现了有史以来第二遥遥的类星体。它也是第一个获得夏威夷土著名称Pōniuāena的类星体。该类星体包含一个巨大的黑洞，是在同一时期发现的唯一其他类星体的质量的两倍，这对当前宇宙早期超大规模黑洞形成和生长的理论提出了挑战。

在搜寻了第一个类星体十多年之后，一组天文学家使用NOIRLab的双子座天文台和CTIO发现了宇宙早期已知的最大质量的类星体-从大爆炸发生仅7亿年之后就被发现[1] 。类星体是宇宙中最有活力的天体，由它们的超大质量黑洞提供动力，并且自从发现天文学家以来，他们一直渴望确定它们何时出现在我们的宇宙历史中。

对这些物体的系统搜索导致在2018年发现了最远的类星体(J1342 + 0928)，而现在是第二远的类星体J1007 + 2115 [2]。名为J1007 +2115Pōniuāena的A Hua He Inoa程序，用夏威夷语[3]表示“看不见的纺纱源，周围充满了光彩”。为庞尼瓦纳提供动力的超大质量黑洞，比我们的太阳大15亿倍。

亚利桑那大学管家天文台的博士后研究员杨金一说：“波那瓦那是宇宙中已知的最遥远的天体，它拥有一个黑洞，其太阳质量超过十亿。”

为了在宇宙初期形成如此大小的黑洞，它需要从大爆炸后大约1亿年开始，以10,000太阳质量的“种子”黑洞开始，而不是从由单颗星的崩溃。

“宇宙如何在其历史的早期产生如此巨大的黑洞?”摄政大学的教授兼亚利桑那大学天文学系副系主任范晓辉想知道。“这一发现为早期宇宙中黑洞形成和生长的理论提出了最大的挑战。”

当前的理论表明，在宇宙大爆炸之后的宇宙开始之初，原子之间的距离太远，无法相互作用，无法形成恒星和星系。我们所知，恒星和星系的诞生发生在电离时代，即大爆炸之后约四亿亿年。在电离时代的深处发现像Pōniuāena之类的类星体，是朝着理解电离过程以及早期超大质量黑洞和大质量星系的形成迈出的一大步。在电离时代，波尼埃纳(Pōniuāena)对银河系之间的物质演化施加了新的重要约束。

寻找遥远的类星体的开始是由研究团队通过大范围的勘测开始的，例如DECaLS成像勘测，该勘测使用位于智利CTIO的VíctorM. Blanco 4米望远镜上的暗能量相机(DECam)。该团队发现了数据中可能存在的类星体，并在2019年使用了位于夏威夷岛毛纳基亚的双子北望远镜和WM凯克天文台进行观测。双子座的GNIRS仪器证实了Pōniuāena的存在。

“双子座的观测对于获得高质量的近红外光谱至关重要，这为我们提供了黑洞惊人质量的测量，”亚利桑那大学管家天文台的NASA NHFP研究员Feige Wang说。

为了纪念它在毛纳卡亚(Maunakea)的发现，该类星体被赋予夏威夷名称Pōniuāena。这个名字是由30名夏威夷浸入式学校的老师在A Hua He Inoa小组领导的研讨会上创建的，A Hua He Inoa小组是由夏威夷“ Imiloa天文学中心”领导的夏威夷命名计划。Pōniuāena是第一个获得土著名称的类星体。

美国国家科学基金会计划主任克里斯·戴维斯说：“除了NOIRLab望远镜的团队合作使这项发现成为可能之外，我们还很高兴看到这个新名称突显了当地社区的科学与文化合作。” 。

“我非常高兴能参与这次教育经历，这是一次难得的学习机会，”来自瓦胡岛卡胡库的高中夏威夷浸入式教师考艾·凯纳说。“如今，应用这些文化价值观对于在夏威夷等普通语境之外进一步促进夏威夷语的福祉至关重要，但同时也要使夏威夷语遍及整个宇宙。”

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