詹姆斯·韦布空间望远镜在宇宙深空探测中捕捉到一批特殊天体——它们体积微小却异常明亮,且呈现出极端的红色特征,被天文学家形象地称为“小红点”。这些天体不仅数量庞大、结构致密,其独特的颜色表现更与已知星系存在显著差异,长期以来成为天文学界的未解之谜。
针对“小红点”的异常红色现象,传统理论认为星际尘埃的“红化”作用是主要原因,类似地球上的晚霞或朝霞通过散射形成的色彩变化。然而,最新观测数据显示这些天体中的尘埃含量极低,这一发现直接挑战了现有解释框架。华中科技大学物理学院天文学系的研究团队通过创新研究,提出了全新的物理机制:星系中心超大质量黑洞的吸积盘外围辐射波长恰好处于可见光到近红外波段,导致“小红点”呈现自然红色特征。
研究聚焦于宇宙早期星系中黑洞的吸积过程。团队发现,在“小红点”星系中心,超大质量黑洞的吸积盘外围区域因引力不稳定产生强烈湍流,使气体被有效加热并形成温度约2000至4000摄氏度的准稳态结构。这种低温“外吸积盘”的辐射波长集中在可见光到近红外区间,而内区高温吸积盘(可达上万摄氏度)的辐射则主要分布在可见光到紫外波段。这种内外盘辐射的差异共同构成了“V”字形光谱能量分布,与詹姆斯·韦布空间望远镜的实际观测数据高度吻合。
该成果揭示了宇宙早期星系演化的独特路径:部分质量较小的星系在形成初期可能仅在核心区域聚集了超大质量黑洞与恒星团,而大尺度恒星形成活动较弱。随着时间推移,星系逐渐成长,核心恒星经历诞生与死亡过程后产生大量尘埃,逐渐覆盖了原有的黑洞外盘结构。这一过程解释了“小红点”如何逐步演化为普通星系的过渡现象,为理解星系与黑洞的协同演化提供了重要观测依据。










