韋布發(fā)現的“小紅點”可能根本不是星系，它們身上藏著一個大秘密

“黑洞星”？

藝術家筆下描繪的“黑洞星”。看起來像恒星，但其中心卻是一個超大質量黑洞。

MPIA / HdA / T. Müller / A. de Graaff

“小紅點”是韋布太空望遠鏡迄今為止最令人吃驚的發(fā)現。它們所在的時空距離大爆炸不足7億年，但看上去和同時代其他天體，以及138億年后現代宇宙中的天體都迥然不同。

“小紅點”若是星系，那么它們距離宇宙大爆炸那么近，所包含的恒星卻又極其古老，令人覺得非常不可思議。按照現有理論，這些星系中的恒星是宇宙誕生前就已經存在了，這顯然是自相矛盾的。這些“小紅點”正在挑戰(zhàn)人類關于星系形成和宇宙演化的認知。

近日一個國際科研團隊認為，“小紅點”可能是一種全新的天體。參與研究的人員通過分析認為，與其說“小紅點”是古老成熟的星系，倒不如說它們更像是具有恒星大氣特點的巨型氣團。這些氣團致密而熾熱，但它們的核心并沒有恒星那樣的聚變反應堆，而是端坐著大口吞噬周圍物質同時釋放巨大能量的超大質量黑洞。

這一假設能夠解釋為何“小紅點”表現得比星系形成模型所預言的質量更大更明亮。因為要達到它們所表現的亮度，這些星系內的恒星密度必須達到不可能實現的程度。

研究人員稱，他們在觀察了足夠多的“小紅點”后發(fā)現，其中一個看上去更像是一顆擁有極其濃厚大氣層的大型超低溫恒星。這或許表明它們至少并非全都是星系。

2024年全年，研究人員對“小紅點”的光譜進行了研究，并于7月發(fā)現了一個奇特個例。這個被稱為“懸崖（the Cliff）”的個例距地球約120億光年。其光譜特征表明它是一個單一天體，而非由大量恒星組成的集群。

根據研究人員提出的新模型，“懸崖”似乎是超大質量黑洞極度吞噬物質的結果。由于這個黑洞過于“貪婪”，以至于它周圍形成了一個致密熾熱的球狀氣體繭，將其牢牢包裹了起來。這導致它看起來像一顆恒星。

研究人員認為，“黑洞星（black hole stars）”不但能夠解釋“小紅點”，還能解釋超大質量黑洞為何在早期宇宙中就已經存在。

超大質量黑洞的形成機制是一個謎。幾乎所有大型星系的中心都有它們。但科學家并不確定它們是如何變得那么大的。一般認為，黑洞主要通過彼此間的合并鏈長大。形成一個質量幾百萬至幾百億倍于太陽的超大質量黑洞，至少需要幾十億年。韋布在距大爆炸還不足10億年的早期宇宙中就發(fā)現了它們，讓人百思不得其解。

假如“小紅點”是“黑洞星”，那么它們可能就是超大質量黑洞形成的第一階段。“懸崖”中心的黑洞，可能正在“爆發(fā)式”增長，快速變大。它們是超大質量黑洞的幼年期。

研究人員認為，這是根據當前已有的全部數據，能對“小紅點”作出的最佳解釋。

韋布太空望遠鏡發(fā)現了許多“小紅點”。其中一些是“黑洞星”？

NASA / ESA / CSA / STScI / Dale Kocevski

參考 Mysterious ‘red dots’ in early universe may be ‘black hole star’ atmospheres https://www.psu.edu/news/research/story/mysterious-red-dots-early-universe-may-be-black-hole-star-atmospheres