宇宙深空中的神秘“小红点”天体,长期以来都是天文学界的一大谜题。这些由詹姆斯·韦布空间望远镜捕捉到的微小天体,以其数量庞大、结构致密且颜色异常红艳而著称,与以往发现的任何星系都截然不同,引发了科学界的广泛关注与热烈讨论。
传统理论曾试图通过假设大量星际尘埃的“红化”效应来解释“小红点”的异常红色,这一假设与晚霞和朝霞的形成原理相似,均涉及光线的散射。然而,随着观测技术的不断进步,现有望远镜的精确数据显示,这些“小红点”中的尘埃含量极低,这一发现无疑对传统理论构成了严峻挑战。
面对这一难题,华中科技大学物理学院天文学系的研究团队提出了全新的解释。他们深入研究了星系中心超大质量黑洞的吸积过程,发现这些“小红点”星系中的黑洞吸积盘外围区域,在宇宙早期通常处于引力不稳定状态。在这种状态下,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”。这个外吸积盘的辐射波长恰好落在可见光到近红外波段,从而赋予了“小红点”其独特的红色特征。
研究团队进一步解释说,黑洞吸积盘的内区温度极高,可达上万摄氏度,其辐射主要集中在可见光到紫外波段,因此显得较蓝。而外盘则因温度较低而显得极红。内盘和外盘共同构成的辐射,形成了一个独特的“V”字形光谱能量分布结构,这一结构的拐折特征与詹姆斯·韦布空间望远镜的实际观测数据几乎完全吻合。
这一发现不仅为“小红点”的红色之谜提供了合理解释,还为我们理解宇宙早期星系和黑洞的演化提供了关键线索。研究结果表明,在宇宙早期,一些质量不大的星系可能仅在中心形成了超大质量黑洞与核区恒星团,而星系大尺度的恒星形成可能相对较弱。因此,人们只能观测到星系的核心区域。随着数十亿年的时光流逝,星系逐渐长大,核区恒星诞生和死亡形成的大量尘埃逐渐覆盖了原黑洞外盘,从而完成了从“小红点”到普通星系的转变。









