詹姆斯·韦布空间望远镜在探测宇宙深空时发现了一批非常小且明亮的红色天体，被称为“小红点”。它们数量众多、结构致密、颜色极红，且与以往发现的星系有明显不同，一直令天文学家感到困惑。
那么，“小红点”为何显得那么红？华中科技大学物理学院天文学系吴庆文教授团队创新性地提出了解释“小红点”物理机制的新观点——星系中心超大质量黑洞吸积盘的外围辐射波长刚好落在可见光到近红外波段，由此说明“小红点”本身就非常红，而非由于星际尘埃引起的“红化”效应。相关研究成果于近日在线发表在国际学术期刊《自然-天文学》上。
詹姆斯·韦布空间望远镜观测到的“小红点”。（受访团队供图）
吴庆文教授表示：“为了解释‘小红点’的光谱特征，传统理论模型大多假设存在大量尘埃造成光线‘红化’，这类似于晚霞和朝霞的光散射原理。但当前望远镜的精确观测显示，这些天体中的尘埃含量极低，令现有理论面临挑战。”
研究团队将视角聚焦于星系中心超大质量黑洞的吸积过程，提出在宇宙早期这些“小红点”星系中，黑洞吸积盘的外围区域通常处于引力不稳定状态，气体在强烈的湍流作用下被有效加热，形成了一个温度较低（约2000至4000摄氏度）、处于准稳态的“外吸积盘”，其辐射波长覆盖可见光到近红外波段。相比之下，黑洞吸积盘的内区温度极高，可达上万摄氏度，主要辐射集中在可见光到紫外波段。
受访团队提供的黑洞吸积盘概念图。
吴庆文进一步解释道：“吸积盘内侧区域的辐射呈现较蓝色调，而外侧吸积盘则极为红色，两者共同构成了整体辐射的‘V’字形光谱能量分布结构。这一特征拐折与詹姆斯·韦布空间望远镜的实际观测数据几乎完全吻合。”
研究结果还表明，宇宙早期一些质量较小的星系可能仅在中心形成了超大质量黑洞及核区恒星团，而大尺度的恒星形成相对较弱，因此人们观测到的主要是星系核心区域。随着数十亿年后星系逐渐成长，核区恒星不断诞生和死亡，产生了大量尘埃，逐渐覆盖原本裸露的黑洞外盘，完成了“小红点”向普通星系的过渡过程。这为揭示星系和黑洞早期演化提供了关键线索。
来源：北京日报客户端
作者：熊翔鹤 侯文坤
发布于：北京
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