宇宙深空
一个神秘“小红点”悄然浮现
挑战着人类认知的边界
詹姆斯·韦布望远镜
捕捉到的这一奇景
其“红”之奥秘
曾让天文学家们费尽思量
如今，华中科技大学物理学院
天文学系吴庆文教授团队
在《自然·天文学》发表的
一项成果
为这团宇宙深处的“红色迷雾”
带来了全新的解读
让我们得以窥见其背后
隐藏的宇宙密码——
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。
詹姆斯韦布望远镜观测到的小红点星系
小红点星系极其致密，比普通星系小上千倍。类星体和小红点可能都是超大质量黑洞活动引起，但类星体较蓝而小红点极端偏红。
“小红点”为何那么红？吴庆文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。
“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。
黑洞吸积内盘温度上万度，一般辐射在光学到紫外波段（类星体较蓝的原因），外部准稳态吸积盘温度在2000-4000度，辐射在近红外到光学波段（小红点极红的原因）。
“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。
从“小红点”到宇宙深处
华科人的星辰征途
永不止步——
宇宙最剧烈“焰火秀”
潮汐瓦解超新星意图及其光变曲线演化
在星系中心黑洞的引力剧场中，天文学系博士生雷享礼发现：大质量恒星死亡时抛射的物质，竟能被黑洞捕获并形成炽热吸积盘，释放出远超普通超新星的“宇宙焰火”。这场持续数年的爆发，不仅挑战传统黑洞理论，更揭示了极端环境下物质与能量的狂暴之美。
黑洞“心跳”同步
黑洞系统吸积盘与喷流协同进动的艺术想象图
天文学系雷卫华教授团队和合作者则在潮汐瓦解事件中，捕捉到黑洞吸积盘与喷流协同进动的“宇宙脉搏”。这一发现为研究黑洞自旋、物质喷流机制提供了关键证据，相关成果发表于《科学·进展》，让人类首次“听”清了黑洞吞噬物质的交响曲。
以星光为尺
丈量宇宙之深
以创新为翼
突破未知之界
为矢志创新的华科人点赞！
来源 / 物理学院
编辑 / 郭雨辰
校对 / 左盈
热门跟贴