它的質(zhì)量相當于60萬個太陽，亮度卻只相當于300個太陽。

這張照片的中心有一個星系。它是銀河系最小最暗淡的衛(wèi)星系之一。

SIMBAD / Sloan Digital Sky Survey

韋布望遠鏡在極早期宇宙中發(fā)現(xiàn)的神秘“小紅點”，其本質(zhì)仍是個謎。但最近一些科學(xué)家認為，銀河系近旁一個異常暗弱的矮星系，有可就是由“小紅點”演化而來的。

這個矮星系名為Segue 1，距離我們約7.5萬光年。Segue 1是銀河系最小最暗的衛(wèi)星系之一。其質(zhì)量相當于60萬個太陽，亮度卻只相當于300個太陽。

Segue 1的“質(zhì)光比”極高，這意味著它可能主要由暗物質(zhì)組成。但新研究結(jié)果指出了另一種可能——Segue 1之所以會擁有這種古怪的特點，更有可能是因為其中心存在一個大質(zhì)量黑洞。

由美國奧斯汀德州大學(xué)Nathaniel Lujan主持的一個科研小組近日在《天體物理學(xué)期刊通信》上刊文稱，暗物質(zhì)和黑洞在星系動力學(xué)中扮演著關(guān)鍵且重疊的角色。它們都不發(fā)光，但是它們的引力經(jīng)常交織在一起，共同影響著周邊的發(fā)光物質(zhì)——恒星。因此恒星的運動，可以告訴我們與這二者有關(guān)的信息。

但是由于這兩種引力同時存在，要確定它們?nèi)绾谓豢椇懿蝗菀住０滴镔|(zhì)之所以神秘，是因為我們根本不知道它是什么；黑洞同樣神秘，但相對而言我們了解得比較多。幾乎所有大型星系中心都有超大質(zhì)量黑洞，而矮星系和不規(guī)則星系則不然。

Segue 1是一個橢球狀的矮星系，也是已知暗物質(zhì)與恒星的比例最高的星系之一。通過觀察恒星的運動，我們可以感知那里有質(zhì)量龐大卻不可見的物質(zhì)。但麻煩的是黑洞也是一樣。因此研究人員試圖通過模型來理解這兩種來源不同的引力是如何相互作用的。

銀河系周邊存在著很多衛(wèi)星系，其中就包括了Segue 1。

J. Bullock / M. Geha / R. Powell

由于Segue 1非常靠近銀河系，銀河系產(chǎn)生的引力也在剝離星系中的恒星。研究人員首先需要確定哪些恒星的運動是由這種剝離導(dǎo)致的。一旦被確認，它們就會被剔除。

然后研究人員根據(jù)剩余恒星的速度和運動方向繪制了一張三維星圖。最終發(fā)現(xiàn)Segue 1中心區(qū)域的恒星正在環(huán)形軌道上，緊密圍繞星系中心作快速運動。

這表明Segue 1的中心存在黑洞。在矮星系中心發(fā)現(xiàn)黑洞并不令人吃驚，令人吃驚的是這個黑洞的規(guī)模。

通常來說，矮星系內(nèi)的黑洞屬于中等質(zhì)量黑洞，質(zhì)量大約介于太陽的100至10萬倍之間。而Segue 1中心的黑洞超級龐大，質(zhì)量相當于太陽的45萬倍，同時又是該星系恒星總質(zhì)量的10萬倍。

一般而言，星系中心黑洞的質(zhì)量不會超過該星系恒星的總質(zhì)量。比如銀河系中心黑洞質(zhì)量相當于太陽的430萬倍，而銀河系恒星的總質(zhì)量相當于太陽的600億倍。

如果Segue 1不是一個特例，那么這么高的質(zhì)量比，可能會顛覆當前的星系演化理論。

研究人員推測，這個迷你的矮星系可能曾經(jīng)擁有更多的恒星。但由于銀河系的潮汐效應(yīng)，大多數(shù)恒星已經(jīng)流失。現(xiàn)在的Segue 1只是一個殘留的內(nèi)核。

另外一種可能，即Segue 1就是韋布望遠鏡在極早期宇宙中發(fā)現(xiàn)的那些“小紅點”。“小紅點”星系內(nèi)部都有活躍的黑洞，且它們的質(zhì)量與星系整體相比都顯得異常龐大。而這與Segue 1如出一轍。

研究人員稱，由于Segue 1由暗物質(zhì)主導(dǎo)的推論被推翻，那么它的大部分質(zhì)量就應(yīng)當存在于其中心的黑洞里。鑒于相似的質(zhì)量比，迷你且暗淡的Segue 1完全有可能就是從早期宇宙遺留至今的“小紅點”。且其他橢球狀矮星系中可能也存在這樣的情況。

Segue 1的特點和韋布望遠鏡發(fā)現(xiàn)的“小紅點”星系十分相似。

NASA / JWST

參考

One Of The Milky Way's Satellites Could Be A "Little Red Dot"

https://www.universetoday.com/articles/one-of-the-milky-ways-satellites-could-be-a-little-red-dot

Modeling the “Dark-matter Dominated” Dwarf Galaxy Segue 1 with a Supermassive Black Hole

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae0b4f