本帖最后由 车车飞飞 于 2025-10-3 14:57 编辑
究竟是恒星和星系催生了黑洞,还是反过来呢?新的研究或许会挑战关于第一批天体形成机制的认知。
这些神秘的天体被称为“小红点”。它们像红色斑点一样,散布在韦伯太空望远镜拍摄的深空影像中,却难以解释。
它们看上去像成熟明亮的星系,但似乎存在于宇宙还太年轻、不可能承载它们的时期。
这就像翻看婴儿相册时,却突然看到一张少年的照片。
如今,天文学家提出了一个可能的解释:这些小红点属于一种新的宇宙天体类别:
黑洞恒星。
这并不是传统意义上依靠核聚变发光的恒星,而是由一个超大质量黑洞包裹在致密的氢气云中形成。
当黑洞吞噬周围物质并释放辐射时,被照亮的气体云就像恒星的外层一样发光。
这一分析本月发表在《天文学与天体物理学》期刊上,可能会挑战人们对最初天体形成的顺序和方式的理解:
是恒星和星系孕育了黑洞,还是反过来?
这也说明,研究极端现象往往能迫使科学家提出新的理论。
黑洞恒星的概念虽然仍属推测,但已在宇宙学家中引起积极反响。
韦伯太空望远镜由美国国家航空航天局于2021年发射,是探索早期宇宙的重要窗口,尤其是“大爆炸”后最初几亿年的“宇宙黎明”时期。望远镜的任务是收集这些最早期天体发出的微弱光芒。
由于宇宙不断膨胀,这些古老的光线在穿越数十亿光年时被拉长,即发生“红移”。
自2022年韦伯开始拍摄早期宇宙图像以来,天文学家便被其中一些难以解释的天体困扰。本应呈蓝色的年轻星系,却发出红色光芒。每个紧凑的小点闪耀着数百万甚至数十亿颗恒星的光辉,似乎达到了不可能的密度。
海德堡马克斯·普朗克天文学研究所的德格拉夫(Anna De Graaff)带领的团队(包括宾夕法尼亚州立大学和普林斯顿大学的研究人员)深入分析了一个距离约120亿光年的小红点。他们发现,其光谱中的一些特征类似单颗恒星的特征。
此外,这些波长模式与已知天体(如尘埃星系或类星体)的典型特征并不匹配。团队最终认为,最符合解释的是一个超大质量黑洞,被翻腾的氢气包裹。当这头宇宙巨兽吞噬周围物质时,会释放辐射,看上去就像恒星的光芒。
英国著名宇宙学家、前皇家天文学家里斯(Martin Rees)认为,这一情景是合理的,因为早期宇宙中的物质分布极不均匀。大多数天文学家认为,这些物质团块会碎裂成独立的恒星并组成小星系,但事实可能并非如此。
里斯解释说:“令人意外的是,有时这些超大质量气云并不会分裂,而是整体坍缩,形成一个比普通恒星大一百万倍的黑洞。”剩余的气体旋转着流入其中,加热后形成所谓的“超级恒星”。
黑洞恒星可能最终会吞尽自身的气体云,这或许解释了为什么今天138亿年后的宇宙中已看不到它们的存在。
它们周围没有被吸入的物质,可能后来演化成恒星和星系。
里斯指出,包括银河系在内的所有星系中心都被认为存在一个黑洞。
至于“先有黑洞还是先有恒星和星系”的谜题,答案或许有赖于进一步观测,不仅是韦伯望远镜,还包括正在南非和澳洲建造的平方公里阵列射电望远镜,以及在智利建设的极大望远镜。
这些设备将在未来几年投入使用,届时天文学家将获得更多探索“宇宙黎明”的窗口。
黑洞恒星挑战我们对宇宙的认知
黑洞恒星挑战我们对宇宙的认知
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