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暗星研究或为宇宙黎明三大谜团提供新解 开启天体物理探索新视角

   时间:2026-01-13 09:31:19 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

宇宙的黎明时期,一直笼罩在神秘的面纱之下。近期,一项发表在《Universe》期刊上的研究,为解开这一时期诸多谜团提供了全新视角。该研究由科尔盖特大学物理学和天文学助理教授Cosmin Ilie主导,与多所高校及科研机构的研究人员合作完成,聚焦于暗星这一特殊天体,试图解释宇宙黎明时期一些令人费解的现象。

在宇宙诞生后的几亿年里,第一批恒星在富含暗物质的环境中,于暗物质微晕中心逐渐形成。当时,氢和氦的分子云冷却到一定程度,开始引力坍缩,最终催生了这些最早的恒星,标志着宇宙黎明时代的开启。这一时期,为暗物质湮灭驱动的恒星,也就是暗星的形成创造了适宜条件。暗星有着独特的性质,它们能够增长为超大质量天体,成为超大质量黑洞的天然种子。

詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)的观测成果,给首批恒星和星系形成的标准模型带来了巨大挑战。JWST观测到了迄今最遥远的天体,其中很大一部分最遥远的星系被归类为“蓝色怪物”。这些星系极其明亮,却超紧凑且几乎无尘埃,在JWST出现之前的模拟和理论模型中,从未预测到它们的存在。JWST的数据还加剧了为最遥远类星体提供动力的超大质量黑洞种子问题。同时,JWST还发现了一类全新天体——“小红点”(LRDs),它们是紧凑、无尘的宇宙黎明源,几乎不发射或完全不发射X射线辐射。

这三个谜题综合起来,表明在JWST之前的普遍接受的关于第一个星系和第一个超大质量黑洞形成的模型,需要大幅改进。而这项新研究指出,JWST的宇宙黎明数据所揭示的这些重大谜团,恰恰是暗星理论的特点所在。

虽然暗星尚未通过实验证实,但近期研究为现有证据增添了重要内容。2023年和2025年发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的两篇研究报告中,提到了光度学和光谱学候选体,为暗星的存在提供了线索。除了深入探讨暗星如何解释“蓝色怪物”“小红点”和超大质量黑洞星系之谜的机制外,本研究还提供了最新的光谱分析结果。在JADES - GS - 13 - 0的光谱中,发现了由氦元素引起的暗星确凿证据的吸收特征,此前在JADES - GS - 14 - 0中也发现了类似特征。

暗星无疑是现存最令人兴奋的天体物理对象之一。对暗星的研究,不仅有助于解开宇宙黎明时期的诸多谜团,还能帮助确定暗物质粒子的物理特性,与地球上实验室通过直接探测或粒子产生来探测暗物质的实验努力相互补充,推动人类对宇宙的认知不断深入。

 
 
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