詹姆斯·韦布空间望远镜在探测宇宙深空时发现的一批很小的明亮红色天体，被称为“小红点”。它们数量众多、结构致密、颜色极红，不同于以前发现的星系，一直令天文学家费解。
“小红点”为何那么红？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”的物理机制，即星系中心超大质量黑洞吸积盘外围辐射波长正好落在可见光到近红外波段，由此说明“小红点”本身就很红，而非星际尘埃的“红化”效应。相关研究成果5日在线发表于国际学术期刊《自然-天文学》。
“为了解释‘小红点’光谱特征，传统理论模型大多假设存在大量尘埃对其光线进行‘红化’，类似晚霞和朝霞形成相关的散射原理。但现有望远镜的精确观测却显示，这些天体中尘埃含量极低，使得现有理论面临挑战。”吴庆文说。
研究团队聚焦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，形成了一个温度相对较低（约2000至4000摄氏度）、处于准稳态的“外吸积盘”，辐射波长正好落在可见光到近红外波段。而黑洞吸积盘的内区温度极高，可达上万摄氏度，辐射主要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。
“内盘较蓝，外盘极红，所以看起来那么红。由内盘和外盘共同构成的整体辐射，恰好形成了一个‘V’字形光谱能量分布结构，其拐折特征与詹姆斯·韦布空间望远镜的实际观测数据几乎完全吻合。”吴庆文解释说。
研究结果进一步表明，宇宙早期有些质量不大的星系可能仅中心形成了超大质量黑洞与核区恒星团，星系大尺度恒星形成也许较弱，因此人们只看到了星系核心区域。数十亿年后，随着星系逐渐长大，核区恒星诞生和死亡形成大量尘埃，逐渐覆盖了原黑洞外盘，从而完成“小红点”到普通星系的过渡，这为揭示星系和黑洞早期演化提供了关键信息。
来源：北京日报客户端
作者: 熊翔鹤 侯文坤
发布于：北京