网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

JWST发现的小红点,可能正在并合变成超大质量黑洞

0
分享至


周一 · 知古通今|周二 · 牧夫专栏

周三 · 风月同天|周四 · 观测指南

周五 · 深空探测|周六 · 茶余星话|周日 · 天象预报

翻译:张瀚之

校对:牧夫校对组

编排:陈宏宇

后台:朱宸宇

https://www.universetoday.com/articles/astronomers-find-little-red-dots-about-to-merge


图中是詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)观测到的 6 个“小红点”天体,英文称为 LRD(Little Red Dots)。目前,人类已经发现了 300 多个 LRD,它们主要出现在大爆炸后约 6 亿至 16 亿年的早期宇宙中。图中的 6 个天体只是这类天体的代表性示例,并不是本文所讨论的 4 组候选 LRD 双体系统。它们会不会与超大质量黑洞的早期形成有关?

图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI、D. Kocevski(科尔比学院)


天文学家们普遍认为,今天宇宙中的大型星系中心都有超大质量黑洞(SMBH)。但这些黑洞到底是怎么长到如此之大的,依旧是是一个未解之谜。虽然天体物理学家们知道黑洞并合应该参与了这一过程,但是中间的过程具体是怎样发生的、又如何贯穿130多亿年的宇宙演化历史,等等这样的许多问题都还没有答案。

超大质量黑洞们最后都会拥有数百万甚至数十亿倍太阳质量。比如,银河系中心的超大质量黑洞,人马座A*(从地球看位于人马座方向,距离地球约2.7万光年),的质量就超过太阳的400万倍。詹姆斯韦伯(JWST)的一项重要科学任务,就是观测非常早期的宇宙,然后寻找这些超大质量黑洞早期成长的线索。

最近,当JWST拍了一些小红点(LRD)的照片后,它们很快就引起了天文学家的兴趣。因为目前多数天文学家猜测,这些神秘的小红点就与黑洞有关,并且可能对应超大质量黑洞成长的早期阶段。

最近发表在《日本天文学会刊》(Publications of the Astronomical Society of Japan,PASJ)上的一项研究进一步为这个猜想提供了新的证据。这项研究认为,小红点可能不仅与早期黑洞有关,小红点之间的并合现象也可能帮助超大质量黑洞快速增长。

论文题为“隐藏在像素I之中 的双小红点:千秒差距尺度上的超额成团现象”。第一作者田中拓海(Takumi Tanaka)是东京大学科维理宇宙物理与数学研究所(Kavli IPMU)的博士生。

田中拓海指出,在近邻宇宙中,黑洞质量与恒星速度弥散、核球质量和恒星质量等星系特征都密切地相关。也就是说,超大质量黑洞并非只是存在于星系中心,而是很有可能通过活动星系核(AGN)反馈影响恒星形成,进而参与星系的生长和演化。因此,弄清小红点的本质,有助于我们进一步理解超大质量黑洞与星系之间是如何相互影响、共同演化的。

虽然LRD与超大质量黑洞有关已经成为一种主流解释,但两者之间的具体关系仍不清楚。这项研究的关键发现是,研究人员找到了一些彼此距离非常近的小红点,它们成对出现,很可能最终会发生并合。

田中拓海写道:“小红点是JWST最新发现的一类数量众多的高红移天体。我们认为小红点们可能代表超大质量黑洞的早期成长阶段。”

研究团队采用了逐像素的颜色筛选方法,并且放宽了对天体致密程度的筛选标准,最终在COSMOS-Web巡天数据中找到了4组红点系候选系统。每对小红点在天球上的投影角距离只有0.2至1.2角秒。

其中两组小红点还有光谱观测结果。根据谱线较大的等值宽度和较宽的线型,研究人员认为探测到的谱线很可能是Hα发射线(Ha发射线是氢原子产生的一条特征谱线,在实验室中的波长约为 656.3 纳米。由于它的本征波长是已知的,天文学家可以通过比较它在遥远天体光谱中的实际观测波长,计算天体的红移,从而判断它距离我们有多遥远)。由此得到的光谱红移分别为 z = 5.822 和 z = 5.464,与测光红移的结果一致。

按照这一距离计算,两组小红点之间的投影距离分别只有1.64和7.36千秒差距(kpc),也就是大约5300和24000光年。

当然,即使两个天体在图像上靠得很近,也并不一定意味着它们在真实空间中也彼此接近。处于不同距离的天体,也可能恰好在视线方向上重叠。

不过,研究团队将现有小红点样本与模拟数据进行比较后发现,这4组小红点如此接近,不太可能只是不同红移天体之间的偶然投影…


JWST拍摄的4组小红点的红外假彩色图像。每幅图右下角的白线代表约5000光年的距离。图片来源:COSMOS-Web / Tanaka


因为这些小红点彼此靠得太近,在观测收集时的图像中,它们很容易就被归类为一个小点了。为此,田中拓海和合作者开发了一种逐像素分析的方法,通过检查每个像素的颜色来寻找隐藏在单个光源中的小红点组。换句话说,他们专门寻找那些看起来像一个、实际上可能是两个的小红点。

这些小红点之间最多只相隔几万光年,在星系尺度上已经相当接近。作为比较,银河系可见部分的直径大约为10万光年。

关于小红点究竟是什么,目前还有几种不同解释。一种观点认为,它们可能是正在以极高吸积率增长的黑洞。另外一种观点是,小红点只是超爱丁顿吸积黑洞中目前能够被我们看到的一部分,宇宙中可能还有大量类似天体尚未发现。

还有一种说法则是,小红点可能是质量相对较小的超大质量黑洞,外面包裹着致密的气体。这层气体改变了我们看到的辐射,使它们呈现出特征性的红色。

不过,这次JWST的数据捕捉到了成组小红点,所以又为我们提供了一条新的线索。至少其中一些小红点,可能正处在超大质量黑洞并合之前的阶段。


这张直方图展示了小红点在天球上的角距离分布。如果小红点是随机分布的,那么找到两个角距离像这项研究中这样小的小红点,概率会非常低。因此,这些成对小红点的出现很难用随机分布来解释。图片来源:Tanaka et al. 2026, PASJ


田中拓海写道:“我们的样本很可能代表了小红点发生并合之前的阶段,而这类并合可能是超大质量黑洞在早期演化阶段快速增长的机制之一。”

不过,目前发现的样本还很少,只有4组候选系统。研究人员也指出:“由于当前样本量较小,我们还需要利用大视场巡天进一步扩大样本。”

田中拓海认为,未来还需要利用更大的光谱样本研究小红点周围的环境,并把它们与其他活动星系核和星系进行比较。这些观测将帮助天文学家进一步弄清小红点的真实性质。

我们今天看到的超大质量黑洞,动辄拥有数百万甚至数十亿倍太阳质量。但把时间倒推到130多亿年前,它们最初是什么模样,又是怎样在如此短的时间内迅速长大的,至今仍是现代天文学的重要谜题。目前,虽然这4组候选小红点系统还不足以给出最终答案,但随着JWST继续积累更大规模的光谱和深场观测,我们或许能够把这些零散的小红点串联起来,逐渐还原出超大质量黑洞从早期宇宙一路成长至今的过程。

责任编辑:郭皓存

牧夫新媒体编辑部

『天文湿刻』 牧夫出品

微信公众号:astronomycn


日食与文化

假装你从未听说过日食。太阳的行为在你的一生中都是可预测的。有一天,你目睹了天空的变化,就像今天这张拼接图像中展示的那样,记录了2026年8月12日日食的两个小时。太阳消失了,留下一个明亮而空荡荡的环。你会怎么想?在历史上,人类以无数种方式解释日食,将关于联系、重生或危险的信念融入文化。“日食”一词来自希腊语“ékleipsis”,意为“抛弃”。在古希腊,日食标志着众神的愤怒和太阳对人类的抛弃。对于迪内人而言,这种天体对齐是一个更新的时刻。出于尊重并避免阳光的危险,迪内人留在室内,直到太阳和月亮分开。贝宁和多哥的巴塔马利巴人认为,在日食期间,太阳和月亮在战斗,因此社区鼓励彼此之间的和平。日食是天文学与社会长期联系的例证。

图片版权:Javier Castro Text: Keighley Rockcliffe (NASA GSFC, UMBC CSST, CRESST II)

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
天府新区神盘从3.8万跌到1.5万,谁在接盘?

天府新区神盘从3.8万跌到1.5万,谁在接盘?

童童聊娱乐啊
2026-09-04 09:36:19
星宇事件舆论升级!账号“欧盟中国委员会”连发两条海报视频,收获56万点赞刷屏

星宇事件舆论升级!账号“欧盟中国委员会”连发两条海报视频,收获56万点赞刷屏

火山詩话
2026-09-03 15:06:16
语出惊人!内塔尼亚胡:英国将成世上首个拥有核武器的伊斯兰国家

语出惊人!内塔尼亚胡:英国将成世上首个拥有核武器的伊斯兰国家

就像当初啊
2026-08-18 17:11:52
大众汽车:将裁员10万

大众汽车:将裁员10万

第一财经资讯
2026-09-04 13:18:42
普京当着中方的面,主动开口说了这么句话:如果中国方面觉得可行,俄罗斯愿意把现在的中俄互免签证安排,直接升级成永久机制

普京当着中方的面,主动开口说了这么句话:如果中国方面觉得可行,俄罗斯愿意把现在的中俄互免签证安排,直接升级成永久机制

扶苏聊历史
2026-09-03 18:43:07
16强有望?郑钦文下轮战31岁澳网冠军!半年前曾2-1逆转+首胜对手

16强有望?郑钦文下轮战31岁澳网冠军!半年前曾2-1逆转+首胜对手

我爱英超
2026-09-04 06:53:10
什么叫五胡十六国,什么叫五代十国?两者有何区别?一文说清楚

什么叫五胡十六国,什么叫五代十国?两者有何区别?一文说清楚

文史达观
2026-01-03 06:45:05
美媒:特朗普亲密盟友、福克斯主播“因向白宫打小报告”被解雇,特朗普不满

美媒:特朗普亲密盟友、福克斯主播“因向白宫打小报告”被解雇,特朗普不满

环球网资讯
2026-09-04 16:11:33
亲子心理学:当孩子不尊重你,最好的处理方式,不是接纳,不是共情,而是“情绪断供”!越不惯着,孩子越感恩自律

亲子心理学:当孩子不尊重你,最好的处理方式,不是接纳,不是共情,而是“情绪断供”!越不惯着,孩子越感恩自律

心理观察局
2026-09-04 06:43:03
意外!谢晖在社媒给申花球迷带来喜讯,直接晒出跟这位强援合影

意外!谢晖在社媒给申花球迷带来喜讯,直接晒出跟这位强援合影

振刚说足球
2026-09-04 10:38:21
1.7亿不要!要960万啊!?

1.7亿不要!要960万啊!?

柚子说球
2026-09-04 00:14:02
开学见闻!上海一所小学,生源差距一目了然

开学见闻!上海一所小学,生源差距一目了然

手工制作阿爱
2026-09-04 11:50:48
中国女篮决战美国队,首发五人大调整,输20分以内就算赢

中国女篮决战美国队,首发五人大调整,输20分以内就算赢

宗介说体育
2026-09-04 14:13:51
中央公布养老金调整文件,两类人影响大

中央公布养老金调整文件,两类人影响大

大海呀大海
2026-03-17 12:13:17
9月一整月被好运贯穿的3个生肖,拿新订单接住新财,旺得发紫!

9月一整月被好运贯穿的3个生肖,拿新订单接住新财,旺得发紫!

毅谈生肖
2026-09-04 11:33:52
7个“邪修做家务”的妙招, 一个比一个夯,以前的家务都白做了

7个“邪修做家务”的妙招, 一个比一个夯,以前的家务都白做了

抠搜侠
2026-08-12 14:00:02
离谱!苏州一初中被曝初一有96个班,共5000多名学生,官方紧急回应,评论区一片担忧!

离谱!苏州一初中被曝初一有96个班,共5000多名学生,官方紧急回应,评论区一片担忧!

谭谈社会
2026-09-02 17:03:37
贾玲复胖了,本人回应:根本维持不住,体重弹一弹,观众也好适应

贾玲复胖了,本人回应:根本维持不住,体重弹一弹,观众也好适应

她时尚丫
2026-07-25 20:45:34
女性长期使用情趣用品,身体可能出现哪些不适?不少人缺乏认知

女性长期使用情趣用品,身体可能出现哪些不适?不少人缺乏认知

看世界的人
2026-08-07 09:22:50
4-2!赵心童险胜乔伊斯进英国公开赛八强,计分裁判离谱失误引热议

4-2!赵心童险胜乔伊斯进英国公开赛八强,计分裁判离谱失误引热议

世界体坛观察家
2026-09-04 07:49:21
2026-09-04 17:23:00
牧夫天文 incentive-icons
牧夫天文
天文航天和望远镜咨询平台
3778文章数 49232关注度
往期回顾 全部

头条要闻

暗访贷款中介公司:中介称15%服务费用来打点银行

头条要闻

暗访贷款中介公司:中介称15%服务费用来打点银行

体育要闻

小卡来去10首轮,快船7年彩礼一场空

娱乐要闻

古天乐公司欠债1.49亿

财经要闻

追觅造车始末:一场无法量产的狂欢

科技要闻

OpenAI深夜王炸!GPT-6 Astra来了

汽车要闻

限时权益价28.99万起 FREELANDER神行者8正式上市

态度原创

艺术
教育
手机
本地
公开课

艺术要闻

2026潮涌宁波—第六届综合材料绘画展 作品选(一)

教育要闻

蓉城幸福家·成长助力站|如何与老师建立良性沟通,共同支持孩子成长

手机要闻

消息称折叠屏iPhone产能爬坡速度较慢,初期日产量仅 “数百台”

本地新闻

扒完小作文,富豪们私藏的度假胜地有多绝

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版