“天文學家觀測到神秘小紅點，但不知道到底是什么”

【文/觀察者網 陳思佳】近期，美國詹姆斯·韋布空間望遠鏡在探測宇宙時，發現了一批神秘的明亮紅色天體。據美國有線電視新聞網（CNN）3月17日報道，這些天體被天文學家稱為“小紅點”（little red dots），它們結構致密、非常明亮且數量眾多，但與已知的天體有很大差別，令天文學家感到費解。

自2022年以來，天文學家通過韋布望遠鏡發現了大約1000個明亮紅色天體，它們與地球的距離都非常遙遠，但沒有人能確定它們到底是什么。天文學家提出了一系列假設，包括早期宇宙的大質量星系、被塵埃包圍的黑洞等，但這些猜想陸續被后續的推測推翻。

奧地利科學技術研究所星系天體物理研究組負責人喬里特·馬特表示，韋布望遠鏡發現的“小紅點”幾乎都非常遙遠，“意味著‘小紅點’在早期宇宙中廣泛存在——主要是宇宙形成的最初十幾億年，但在更近或更晚的宇宙中極為罕見。”

德國馬克斯·普朗克學會去年在科學新聞網站“Phys.org”發文指出，已知的“小紅點”與地球的距離基本都在120億光年以上。

去年，一組研究人員首次發現了3個距離地球相對更近的“小紅點”，相關研究正在進行中。但馬特表示，從當前的觀測結果來看，距離較近的“小紅點”，要遠比宇宙中遙遠區域的“小紅點”稀少得多。

馬特告訴CNN：“我們2024年研究的主要解釋是，這些是正在成長的黑洞，呈現紅色是因為它們被塵埃包圍。我覺得，這一直是我們論文發布后至少一兩年里的共識，但現在學術界的觀點有所變化。我們仍然認為它們是正在形成中的黑洞，但呈現紅色不是因為有塵埃，而是因為有氫氣。”

韋布望遠鏡近紅外相機拍攝的幾個“小紅點”合成圖像 美國國家航空航天局

美國哈佛-史密松森天體物理中心研究員安娜·德格拉夫領導的研究團隊，在2023年啟動了一個名為“紅色未知天體：明亮紅外河外巡天”（RUBIES）的項目，使用韋布望遠鏡60小時的觀測時間，對上千個未知天體進行了分析。

德格拉夫表示：“這實際上是第一個系統追蹤這些天體的項目，不僅是‘小紅點’，還觀測了各種各樣的奇怪天體。”她透露，最大的驚喜是一個被命名為“斷崖”（The Cliff）的天體，其特征推翻了有關“小紅點”的早期假設。

“這個源讓我們第一次可以確定地說，它既不是普通星系，也不是被塵埃包裹的黑洞，”德格拉夫說，“它一定是別的東西，這在某種程度上是一個突破性的時刻。”

“斷崖”是編號RUBIES-UDS-154183的天體，于2024年被發現。CNN稱，“斷崖”的名稱來源于其光譜曲線的陡峭變化：從較弱的紫外光迅速過渡到強烈的紅光。

德格拉夫指出：“這種特征只能由溫度較高且致密的氫氣造成，這一點令人驚訝。因為這意味著‘小紅點’呈現紅色，并不是因為它們包含年老的恒星或含有塵埃，而是因為光線被圍繞中心天體的致密氣體吸收，我們認為中心是黑洞。這種情況此前從未被觀測到過。”

德格拉夫認為，“斷崖”暗示了一種全新的宇宙天體類型，她在一些論文中稱這些天體為“黑洞恒星”（black hole stars）。她承認，這個叫法有些“標題黨”的意味，但并非完全不準確。

“我們確實認為，中心存在一個黑洞為其提供能量。這個黑洞發出的輻射照亮了周圍的氣體，在某種程度上，其存在方式與我們在恒星中看到的現象有些類似。”德格拉夫說道。

CNN指出，黑洞本身并不會發光，但落入其中的物質會被加熱到極高溫度并產生強烈輻射，因此正在增長的黑洞是宇宙中最明亮的天體之一。

“黑洞恒星”的概念圖像 CNN

在2006年，天文學家米奇·貝格爾曼、瑪爾塔·沃隆特里和馬丁·里斯曾提出“準恒星”（quasi-stars）猜想，認為宇宙中可能存在一類并非由核聚變驅動，而是由黑洞提供能量的“類恒星天體”。這種黑洞被一團巨大的氣體云包圍，看起來像一顆恒星一樣發光。

這三名天文學家認為，“準恒星”中的黑洞是由一顆大質量恒星坍縮形成的。

不過，貝格爾曼告訴CNN，盡管“準恒星”的理論模型與韋布望遠鏡觀測到的“小紅點”有很多相似之處，但這并不能說明“小紅點”就是他們預測的“準恒星”。

貝格爾曼說：“我意識到，我們曾預測過被大量物質包裹的黑洞。但我不認為有足夠的證據可以表明這就是對‘小紅點’的解釋。但到目前為止，我也沒有看到可以推翻這種假說的證據。”

馬特表示：“‘小紅點’很可能是‘準恒星’，但在我看來，我們還沒有完全排除其他可能性。我當然希望這是真的，因為這意味著我們發現了一種連接恒星和超大質量黑洞的新型天體物理現象。但我認為，現在下結論還為時過早。”

德格拉夫補充說，天文學家對“小紅點”的了解還不夠。她承認，天文學家實際上還無法證明“小紅點”內部確實包含黑洞，“我們認為黑洞存在的唯一原因，是因為它們非常明亮，而且數量眾多。這是我們的科學直覺，但要證明這一點還很困難。”

美國普林斯頓大學天體物理學家珍妮·格林表示，她認為有關黑洞的假說最符合當前的觀測結果，但學術界也提出了一些非常奇妙的猜測，比如某種非常巨大的恒星正在死亡。她直言，未來的觀測結果完全有可能再次推翻天文學家的假設，“我還是對可能性保持開放態度”。

CNN評論稱，無論對“小紅點”的研究得出什么樣的結果，都有助于天文學家加深對宇宙的理解。

德格拉夫表示，韋布望遠鏡是價值100億美元的科學任務，目標就是發現未知的事物，“我覺得它完成了目標。這真的給我們帶來了新的謎題，看起來有點像星系、有點像黑洞、有點像恒星——專家們都在努力參與研究，提出個人理論或見解，我認為這真的很獨特。”

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