中國破解宇宙“小紅點”之謎
美 子 |
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韋伯空間望遠鏡觀測到的“小紅點”
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相關研究示意圖
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| 中國破解宇宙“小紅點”之謎 天文學家利用韋伯空間望遠鏡在遙遠的早期宇宙中發現了一類新型星系，稱為“小紅點”。這些小紅點讓天文學家十分困惑，因為它們可能是質量非常巨大的星系，也可能是質量較小的星系。可以肯定的是，這些星系的尺寸相當小，半徑僅為銀河系的百分之二。 中國華中科技大學物理學院的研究團隊近日在《自然——天文學》發文，提出一種解釋宇宙“小紅點”的全新機制，為理解“小紅點”神秘特性提供了物理解釋。 韋伯空間望遠鏡是目前人類最強大的空間天文望遠鏡。近年來，該望遠鏡在探測百億光年外的遙遠深空時，發現一些很小的明亮紅色天體，天文學家稱之為“小紅點”。研究人員指出，據了解，這類“小紅點”與以前所有星系和類星體都顯著不同。它們數量眾多、結構緻密、?色極紅、黑洞巨大，在宇宙大爆炸後數億年出現，十幾億年後又神秘消失。這些發現對現有星系和黑洞理論提出了挑戰。 研究人員介紹，目前很多觀點認為，“小紅點”星系極紅的?色來自塵埃消光。然而，韋伯空間望遠鏡和阿爾瑪望遠鏡都沒有發現塵埃在遠紅外的輻射，因此不支持塵埃消光模型。 對此，華中科技大學物理學院的研究團隊提出解釋“小紅點”的全新物理機制——“小紅點”本質就很紅，而不是簡單的塵埃“紅化”導致；其特殊“V”型能譜結構，是黑洞標準內盤與不穩定外盤的共同貢獻。 研究團隊通過理論模擬發現，黑洞吸積盤外區引力並不穩定，氣體在湍流作用下加熱，溫度約二千攝氏度至四千攝氏度，正好輻射在近紅外到光學波段。這可以解釋為甚麼這些星系看起來如此之“紅”，而無需藉助大量塵埃的“紅化”效應。另一方面，黑洞吸積盤內區溫度可達上萬攝氏度，輻射在光學到紫外波段。內盤和外盤一起形成一個“V”型能譜結構，與觀測幾乎完全一致。 研究人員認為，研究結果進一步表明，宇宙早期有些質量不大的星系可能僅中心形成了超大質量黑洞與核區恒星團，星系大尺度恆星形成成也許較弱，因此人們只看到了星系核心區域。數十億年後，隨着星系逐漸長大，核區恆星誕生和死亡形成大量塵埃，逐漸覆蓋了原黑洞外盤，從而完成“小紅點”到普通星系的過渡。最新研究不僅為理解“小紅點”的神秘特性提供了自洽且優美的物理解釋，也為人類認識宇宙極早期星系與黑洞演化提供了全新物理圖像。 美子
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