【文/觀察者網(wǎng) 陳思佳】近期，美國詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡在探測宇宙時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一批神秘的明亮紅色天體。據(jù)美國有線電視新聞網(wǎng)（CNN）3月17日報(bào)道，這些天體被天文學(xué)家稱為“小紅點(diǎn)”（little red dots），它們結(jié)構(gòu)致密、非常明亮且數(shù)量眾多，但與已知的天體有很大差別，令天文學(xué)家感到費(fèi)解。

自2022年以來，天文學(xué)家通過韋布望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了大約1000個(gè)明亮紅色天體，它們與地球的距離都非常遙遠(yuǎn)，但沒有人能確定它們到底是什么。天文學(xué)家提出了一系列假設(shè)，包括早期宇宙的大質(zhì)量星系、被塵埃包圍的黑洞等，但這些猜想陸續(xù)被后續(xù)的推測推翻。

奧地利科學(xué)技術(shù)研究所星系天體物理研究組負(fù)責(zé)人喬里特·馬特表示，韋布望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的“小紅點(diǎn)”幾乎都非常遙遠(yuǎn)，“意味著‘小紅點(diǎn)’在早期宇宙中廣泛存在——主要是宇宙形成的最初十幾億年，但在更近或更晚的宇宙中極為罕見?！?/p>

德國馬克斯·普朗克學(xué)會(huì)去年在科學(xué)新聞網(wǎng)站“Phys.org”發(fā)文指出，已知的“小紅點(diǎn)”與地球的距離基本都在120億光年以上。

去年，一組研究人員首次發(fā)現(xiàn)了3個(gè)距離地球相對更近的“小紅點(diǎn)”，相關(guān)研究正在進(jìn)行中。但馬特表示，從當(dāng)前的觀測結(jié)果來看，距離較近的“小紅點(diǎn)”，要遠(yuǎn)比宇宙中遙遠(yuǎn)區(qū)域的“小紅點(diǎn)”稀少得多。

馬特告訴CNN：“我們2024年研究的主要解釋是，這些是正在成長的黑洞，呈現(xiàn)紅色是因?yàn)樗鼈儽粔m埃包圍。我覺得，這一直是我們論文發(fā)布后至少一兩年里的共識，但現(xiàn)在學(xué)術(shù)界的觀點(diǎn)有所變化。我們?nèi)匀徽J(rèn)為它們是正在形成中的黑洞，但呈現(xiàn)紅色不是因?yàn)橛袎m埃，而是因?yàn)橛袣錃狻！?/p>

韋布望遠(yuǎn)鏡近紅外相機(jī)拍攝的幾個(gè)“小紅點(diǎn)”合成圖像 美國國家航空航天局

美國哈佛-史密松森天體物理中心研究員安娜·德格拉夫領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，在2023年啟動(dòng)了一個(gè)名為“紅色未知天體：明亮紅外河外巡天”（RUBIES）的項(xiàng)目，使用韋布望遠(yuǎn)鏡60小時(shí)的觀測時(shí)間，對上千個(gè)未知天體進(jìn)行了分析。

德格拉夫表示：“這實(shí)際上是第一個(gè)系統(tǒng)追蹤這些天體的項(xiàng)目，不僅是‘小紅點(diǎn)’，還觀測了各種各樣的奇怪天體?！彼嘎?，最大的驚喜是一個(gè)被命名為“斷崖”（The Cliff）的天體，其特征推翻了有關(guān)“小紅點(diǎn)”的早期假設(shè)。

“這個(gè)源讓我們第一次可以確定地說，它既不是普通星系，也不是被塵埃包裹的黑洞，”德格拉夫說，“它一定是別的東西，這在某種程度上是一個(gè)突破性的時(shí)刻?！?/p>

“斷崖”是編號RUBIES-UDS-154183的天體，于2024年被發(fā)現(xiàn)。CNN稱，“斷崖”的名稱來源于其光譜曲線的陡峭變化：從較弱的紫外光迅速過渡到強(qiáng)烈的紅光。

德格拉夫指出：“這種特征只能由溫度較高且致密的氫氣造成，這一點(diǎn)令人驚訝。因?yàn)檫@意味著‘小紅點(diǎn)’呈現(xiàn)紅色，并不是因?yàn)樗鼈儼昀系暮阈腔蚝袎m埃，而是因?yàn)楣饩€被圍繞中心天體的致密氣體吸收，我們認(rèn)為中心是黑洞。這種情況此前從未被觀測到過。”

德格拉夫認(rèn)為，“斷崖”暗示了一種全新的宇宙天體類型，她在一些論文中稱這些天體為“黑洞恒星”（black hole stars）。她承認(rèn)，這個(gè)叫法有些“標(biāo)題黨”的意味，但并非完全不準(zhǔn)確。

“我們確實(shí)認(rèn)為，中心存在一個(gè)黑洞為其提供能量。這個(gè)黑洞發(fā)出的輻射照亮了周圍的氣體，在某種程度上，其存在方式與我們在恒星中看到的現(xiàn)象有些類似?！钡赂窭蛘f道。

CNN指出，黑洞本身并不會(huì)發(fā)光，但落入其中的物質(zhì)會(huì)被加熱到極高溫度并產(chǎn)生強(qiáng)烈輻射，因此正在增長的黑洞是宇宙中最明亮的天體之一。

“黑洞恒星”的概念圖像 CNN

在2006年，天文學(xué)家米奇·貝格爾曼、瑪爾塔·沃隆特里和馬丁·里斯曾提出“準(zhǔn)恒星”（quasi-stars）猜想，認(rèn)為宇宙中可能存在一類并非由核聚變驅(qū)動(dòng)，而是由黑洞提供能量的“類恒星天體”。這種黑洞被一團(tuán)巨大的氣體云包圍，看起來像一顆恒星一樣發(fā)光。

這三名天文學(xué)家認(rèn)為，“準(zhǔn)恒星”中的黑洞是由一顆大質(zhì)量恒星坍縮形成的。

不過，貝格爾曼告訴CNN，盡管“準(zhǔn)恒星”的理論模型與韋布望遠(yuǎn)鏡觀測到的“小紅點(diǎn)”有很多相似之處，但這并不能說明“小紅點(diǎn)”就是他們預(yù)測的“準(zhǔn)恒星”。

貝格爾曼說：“我意識到，我們曾預(yù)測過被大量物質(zhì)包裹的黑洞。但我不認(rèn)為有足夠的證據(jù)可以表明這就是對‘小紅點(diǎn)’的解釋。但到目前為止，我也沒有看到可以推翻這種假說的證據(jù)?！?/p>

馬特表示：“‘小紅點(diǎn)’很可能是‘準(zhǔn)恒星’，但在我看來，我們還沒有完全排除其他可能性。我當(dāng)然希望這是真的，因?yàn)檫@意味著我們發(fā)現(xiàn)了一種連接恒星和超大質(zhì)量黑洞的新型天體物理現(xiàn)象。但我認(rèn)為，現(xiàn)在下結(jié)論還為時(shí)過早?！?/p>

德格拉夫補(bǔ)充說，天文學(xué)家對“小紅點(diǎn)”的了解還不夠。她承認(rèn)，天文學(xué)家實(shí)際上還無法證明“小紅點(diǎn)”內(nèi)部確實(shí)包含黑洞，“我們認(rèn)為黑洞存在的唯一原因，是因?yàn)樗鼈兎浅Ｃ髁?，而且?shù)量眾多。這是我們的科學(xué)直覺，但要證明這一點(diǎn)還很困難。”

美國普林斯頓大學(xué)天體物理學(xué)家珍妮·格林表示，她認(rèn)為有關(guān)黑洞的假說最符合當(dāng)前的觀測結(jié)果，但學(xué)術(shù)界也提出了一些非常奇妙的猜測，比如某種非常巨大的恒星正在死亡。她直言，未來的觀測結(jié)果完全有可能再次推翻天文學(xué)家的假設(shè)，“我還是對可能性保持開放態(tài)度”。

CNN評論稱，無論對“小紅點(diǎn)”的研究得出什么樣的結(jié)果，都有助于天文學(xué)家加深對宇宙的理解。

德格拉夫表示，韋布望遠(yuǎn)鏡是價(jià)值100億美元的科學(xué)任務(wù)，目標(biāo)就是發(fā)現(xiàn)未知的事物，“我覺得它完成了目標(biāo)。這真的給我們帶來了新的謎題，看起來有點(diǎn)像星系、有點(diǎn)像黑洞、有點(diǎn)像恒星——專家們都在努力參與研究，提出個(gè)人理論或見解，我認(rèn)為這真的很獨(dú)特?！?/p>

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