詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（JWST）在回顧過去觀測宇宙早期時的圖像時，向天文學家展示了一個極為奇特的景象：數(shù)百個小紅點莫名其妙地點綴在遠古宇宙中。它們究竟是什么？過去幾個月里，學界逐漸形成共識——這些被稱作“紅寶石”的斑點是宇宙中一種全新類型的天體。

一位藝術家對黑洞恒星的構想，這是許多天文學家傾向于用來解釋小紅斑的理論。圖片來源：MPIA/HdA

這些斑點因其在JWST圖像中緊湊的尺寸以及發(fā)射長波“紅”光而得名，最初令天文學家困惑不解。因為它們看起來過于致密而不像星系，但發(fā)射的光譜類型又不符合黑洞特征。研究人員很快將這些JWST于2022年首次探測到的斑點稱為“宇宙破壞者”，因為它們與關于早期宇宙特征的標準觀點相悖。

許多科學家認為，小紅點（LRDs）是黑洞與恒星之間的混合體：一個活躍的黑洞被包裹在一層熾熱、稠密的氣體繭中——很像恒星的大氣層，當黑洞使其升溫時，這些氣體就會發(fā)光。相比之下，更傳統(tǒng)的黑洞不會以同樣的方式發(fā)光。

即使天文學家對這些神秘點的性質確定了一個領先的理論，他們仍然有很多問題：LRDs 是否只存在于最古老的宇宙中，還是也存在于更近代的宇宙區(qū)域？它們隨時間如何演化？它們最初又是如何形成的？

在JWST首次觀測到LRDs 的3年后，已有約200篇研究手稿在arXiv預印本服務器上發(fā)布，其中一些尚未經(jīng)過同行評審?！蹲匀弧穮R總了近3個月內發(fā)表的幾項亮點研究，這些研究正在揭示這一誘人的新天體類別。

最關鍵的LRD是一個名為“懸崖”的天體，它為黑洞-恒星模型提供了迄今最有力證據(jù)。該天體得名于其發(fā)射光譜的急劇斷裂：在一個顯示該天體在某一時刻發(fā)出光的波長的圖表中，在可見光譜之外，其發(fā)出的紫外線輻射幾乎為零，但在能量稍低的波長的光中，輻射卻突然激增。

“這種急劇的轉變不是正常星系所能做到的?！钡聡５卤ゑR克斯·普朗克天文研究所的天文學家Anna de Graaff 說。他是上月發(fā)表于《天文學與天體物理學》上的一篇論文的合著者?！岸亦徑钪嬷械暮诙纯雌饋硪膊皇悄菢?。所以，這是第一個能夠排除大量模型的天體?！币虼?，論文作者將“懸崖”稱為“非凡的紅寶石”。

對光輻射峰值的分析表明，該天體一定能量極高，如同黑洞，但也一定被包裹溫暖、致密的氣體中，類似于恒星的大氣層。研究人員對該天體的解釋與今年早些時候描述的一個被氣體包裹的黑洞模型相吻合，于是，黑洞恒星誕生了。

除了確定LRDs是什么，天文學家還對它們如何演化感到好奇。一些人認為，這些紅寶石可能會成為星系的中心。德國漢堡大學的天文學家Jan-Torge Schindler 表示，他們上月發(fā)表在《自然-天文學》上論文中重點研究的那個LRD被8個鄰近星系所環(huán)繞，并且嵌入在一個特別巨大的暗物質團塊中。暗物質這種不可見的實體將星系群束縛在一起。如此巨大的暗物質暈通常包含類星體，即某些星系中心極其明亮的核。

還有兩項研究進一步通過一些極端例子來探究LRDs：一些最近的和最遠的觀測。在7月份發(fā)布的一篇預印本中，天文學家描述了距離地球10億光年左右的3個LRDs。這比大多數(shù)距離地球約120億光年至130億光年的LRDs更接近我們所在的宇宙區(qū)域。距離地球相對較近的天體不像遙遠的天體那樣能被觀測到。因此，這一發(fā)現(xiàn)暗示，這些斑點不僅是宇宙早期狀態(tài)的“居民”，甚至可能出現(xiàn)在一個更成熟的宇宙中。

與此同時，美國得克薩斯大學奧斯汀分校的天文學家Anthony Taylor 和同事則為那些鄰近的斑點找到了完美的補充。他們在8月發(fā)表于《天體物理學雜志快報》上的一篇論文中描述的LRD尤其遙遠，這意味著天文學家研究該天體時，實際上是回溯到大爆炸后5億年的時期。

Taylor希望通過凝視遠古宇宙，能進一步理解這些系統(tǒng)究竟是如何形成的。憑借未來的觀測，他期望看到天文學家將如何繼續(xù)拼湊這個宇宙謎題。