天文学家探测到宇宙早期'黑洞恒星'
根据《自然》期刊最新发布的研究成果,来自美国麻省理工学院及奥地利科学技术研究院等单位的科研团队借助詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST),于宇宙形成约6.6亿年后的大爆炸初期观测到了目前已知最古老的"黑洞恒星"。这种由迅猛生长的黑洞与高密度气体共同组成的罕见天体,可能为破解神秘"小红点"的本质提供关键依据,同时为阐明早期宇宙中超大质量黑洞迅速形成的机制带来启示。
超大质量黑洞一般隐匿于大质量星系的核心地带,其质量可达太阳的百万倍甚至数十亿倍。但科学界至今未能弄清,为何在宇宙问世后仅数亿年的时段内,便已孕育出如此庞大的黑洞。
这一新发现的天体被命名为"MoM-BH*-1"。研究团队本意是借助JWST搜寻宇宙初期的星系,结果却在数据中识别出一个格外明亮且色泽偏红的光源。它的体积仅相当于太阳系规模,然而释放的能量却是普通恒星产能极限的千亿倍,远远凌驾于一般恒星核聚变的能量水平。
与此同时,MoM-BH*-1的光谱数据显示出异常显著的"巴耳末跃迁"现象,这一光谱学特征往往与恒星大气内的高密度气体紧密相关。值得注意的是,其光谱中几乎找不到金属元素的蛛丝马迹,主要展现的是氢与氦的元素信号。
科研人员通过数值模拟发现,极高密度的氢气能够构筑出形似"巨型恒星表层"的气体外壳,专门吸收特定波长的辐射,由此可对其独特的光谱表现作出合理解释。
然而这一模型尚不足以说明其惊人的发光强度。深入探究后表明,最契合观测数据的图景是:MoM-BH*-1的中心藏匿着一颗约相当于10万个太阳质量的黑洞,外层则被近乎太阳系体积的高密度氢气所环绕。黑洞吞噬物质所释放的能量驱动着整个系统的运转,而外围气体包层使其外观酷似一颗庞大的恒星——研究团队因此将其冠以"黑洞恒星"的称谓。
"黑洞恒星"的发现还对解读JWST近些年频繁捕捉到的神秘"小红点"大有助益。这些紧凑、明亮且呈红色调的天体在宇宙早期阶段似乎遍布各处,但在当代宇宙中却已销声匿迹。研究团队指出,若将类MoM-BH*-1的天体嵌入早期星系之中,其综合光谱特征极可能与"小红点"呈现高度一致性。(记者张佳欣)