(主要内容) 超大质量黑洞的喂养插图（插图）是NGC4696星系核心的组合视图，来自JWST和哈勃望远镜。（图片来源：Robert Lea/NASA/ESA/CSA/STScI/J. Hlavacek-Larrondo等，2026年）多亏了詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），天文学家们得以一窥超大质量黑洞自我喂养的机制。这些观察可能帮助科学家们发现这些质量是太阳的百万甚至十亿倍的超大质量黑洞，如何在大爆炸后如此迅速地成长。尽管所有大银河在中心都有超大质量黑洞，但有些是沉睡的巨人，消耗周围的气体和尘埃很少，而其他则是狂热地喂养，并作为称为活动星系核（AGN）的明亮中央星系区域的引擎。这些喂养的黑洞还会从它们的两极喷射物质，这些物质能够驱动气体和尘埃——星形成所需的原料——离开它们的母星系，从而切断了星星的诞生，有效地“杀死”这些星系。此外，当天文学家们使用JWST发现这些宇宙巨型黑洞的时候，它们的年龄甚至不到10亿年，这也让人感到困惑。因为黑洞吞噬物质以成长，然后合并形成更大质量的黑洞的机制，理论上至少需要10亿年的时间才能达到超大质量状态。更令人困惑的是，理论还表示，最狂热喂养的黑洞（因此也就是成长最快的）应该也会将用于增长的物质推出，从而实际上让它们“节食”。因此，考虑到这一切，超大质量黑洞是如何在早期宇宙中如此迅速地成长的呢？一种解释建议超大质量黑洞推开气体，如预言一般使自己处于饥饿状态，但这部分物质最终会冷却并再次落回黑洞。这将使其能够再次喂养，从而促进生长。这一解释进一步指出，随着气体冷却下来，它形成了“流线”或气体细丝，这些细丝宽度仅数百光年，但纵深可延伸数千光年。这些物质将再次落回星系中心，围绕其居住的黑洞形成一个旋转的盘，从而再次喂养并触发新的生长周期。此后，黑洞的喷流将重新启动，这将再次切断这位宇宙巨头的食物供给，让整个过程重新开始。本质上，这一过程将是一个自我调节的盛宴和禁食循环。然而，这些细丝与超大质量黑洞之间的联系一直难以捉摸，这意味着这一机制尚未得到确认。“JWST揭示的是，黑洞可能是终极的宇宙回收者”，来自蒙特利尔大学的团队负责人Julie Hlavacek-Larrondo在声明中表示。“它们释放大量能量，加热周围的环境，但这些气体随后又可以冷却成细丝，向内落回，进而再次滋养黑洞。我们最终看到了这个自我维持循环的实际运作。” 一个“节食”的超大质量黑洞 为了解开饕餮黑洞的谜团，JWST将目光投向了一个相对较近的AGN，位于天舟座星系团的中心星系NGC4696中，距离地球仅1.45亿光年。哈勃太空望远镜先前对该星系进行了研究，发现了靠近NGC4696中心超大质量黑洞的奇怪钩状气体旋涡。JWST通过制作一幅详细的气体流动图，跟进了这一发现。这显示出钩状特征的宽度约为800光年，由以大约每小时130万英里（每秒600公里）的惊人速度移动的气体组成。更令人兴奋的是，这种气体旋涡似乎与大量向中央超大质量黑洞落下的物质细丝相连。NGC4696星系中心组合视图的JWST和哈勃图像。（图片来源：NASA/ESA/CSA/STScI/J. Hlavacek-Larrondo等，2026年）该团队将JWST的观察结果与计算机模拟进行了对比，发现落入细丝情景中的气体确实会呈现出与NGC4696中看到的形状相似。“JWST现在向我们展示了这个闭环中的最后一环”，来自英国诺丁汉大学物理与天文学系的团队成员Helen Russell在声明中表示。“庞大的气体流细丝网络最终将气体导向一个供养黑洞的盘。”该团队的研究于星期三（7月16日）发表在《天体物理学杂志通讯》中。Robert Lea是一名在英国的科学记者，他的文章曾发表在《物理世界》、《新科学人》、《天文学杂志》、《太空快讯》、《新闻周刊》和ZME科学等杂志上。他还为Elsevier和《欧洲期刊》撰写有关科学传播的内容。