詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)在早期宇宙中发现了一个极其明亮的紧凑型红色天体,其亮度远超任何已知恒星通过核聚变所能产生的能量上限。这一发现如果得到证实,将揭示超大质量黑洞成长过程中一个此前从未被观测到的阶段。

这个编号为MoM-BH*-1的天体,其辐射能量大约是任何已知恒星物理上可能产生能量的1000亿倍。尽管它看起来像一颗恒星,周围还可能环绕着太阳系尺度的气体,但如此巨大的能量输出,用普通的恒星核聚变机制根本无法解释。

打开网易新闻 查看精彩图片

“黑洞恒星”假说

目前最主流的解释相当奇特:这种光芒可能来自一个被包裹在巨大、致密氢包层中的快速吞噬物质的黑洞。天文学家将这类假想天体命名为“黑洞恒星”。

“我们对这个天体的认识正在快速演变,”论文第一作者、麻省理工学院卡夫利天体物理与空间研究所的NASA哈勃研究员罗翰·奈杜表示,“我们认为中心存在一个质量约为太阳10万倍的黑洞。在这个黑洞周围,有一个延伸的气体包层,看起来像一颗太阳系大小的恒星。它非常巨大。”

该天体被观测到时,宇宙年龄仅为大爆炸后几亿年。相关研究已发表在《自然》杂志上。

“小红点”之谜

韦布望远镜的使命之一就是研究第一批星系和黑洞,而它很快就发现了挑战现有理论的天体。其中最大的意外之一就是“小红点”——在遥远宇宙观测中频繁出现的微小而极其致密的源。许多“小红点”显示出活跃黑洞的迹象,但另一些性质又更像恒星或星系

“这些小红点在早期宇宙中似乎无处不在,但到了今天却基本消失了,”奈杜说,“它们究竟是什么,是韦布时代争论最多的话题之一。”

MoM-BH*-1或许能提供一个独特的视角。与典型的小红点不同,这个天体似乎完全由那个奇怪的中央源主导,周围星系的光线不会干扰观测。

意外的发现

研究人员并非刻意寻找此类天体。奈杜和同事是在一个名为“幻影还是奇迹”(MoM)的韦布观测项目中搜寻极远星系时偶然发现的。这个名字本身就反映了韦布望远镜早期遇到的一个难题:一些源看起来异常明亮,似乎是形成速度惊人的大质量星系,但表象往往具有欺骗性。