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生活

韋伯望遠鏡發現早期宇宙大量「小紅點」,可能暗示古老黑洞

科技新報

更新於 10小時前 • 發布於 10小時前

韋伯望遠鏡開始執行科學任務後不久,便發現一類被稱為「小紅點」(LRD)的物體散布於早期宇宙,最近一群天文學家收集迄今最大的小紅點樣本,發現它們幾乎全存於大爆炸後 15 億年內,並表明許多小紅點可能是中心藏有超大質量黑洞的星系。

2022 年 12 月,韋伯太空望遠鏡發現早期宇宙散佈大量微小的紅色物體,科學家稱它們為「小紅點」(little red dot,LRD)。從那時起,研究人員一直對小紅點本質、顏色成因感到困惑。

透過梳理幾項公開調查數據,一群天文學家收集了大量小紅點樣本,發現這些物體隨時間推移的變化很有趣,它們於大爆炸後約 6 億年大量出現,大爆炸後 15 億年數量便快速下降;此外,約 70% 小紅點顯示出氣體以每秒 900 公里速度快速運行證據,基本上就是我們對超大質量黑洞周圍吸積盤的預期結果。

因此,研究人員認為這代表許多小紅點可能是正在吸積的黑洞,也稱為活躍星系核(AGN)。

最讓研究人員感到興奮的點在於,小紅點基本上都於大爆炸後某個時刻消失,且與我們在當地宇宙看到的多數黑洞不同,小紅點在 X 射線下並不明亮,如果它們內部正在生長黑洞,便暗示早期宇宙存在一個被氣體、塵埃掩蓋(減少 X 射線發射量)的黑洞生長時代。

▲ 韋伯太空望遠鏡近紅外相機(NIRCam)拍攝早期宇宙存在大量「小紅點」天體。(Source:韋伯太空望遠鏡網站

過去剛發現小紅點時,有些天文學家認為宇宙學被「打破」,因為若小紅點光線都來自恆星,說明某些星系在早期宇宙已變得如此巨大,現有宇宙學理論無法解釋它們。

但團隊新研究表明,小紅點大部分光其實來自吸積中的活躍黑洞而非恆星,因此現有理論仍能解釋早期宇宙存在更小、更輕的星系。

由於當地宇宙不存在類似小紅點的星系,所以對小紅點的可能解釋是星系「由內而外」生長,隨著時間推移,活躍星系核周圍稠密氣體塵埃遮蔽程度逐漸減弱。當這層「繭」被黑洞強大電漿噴流推開,星系就會於藍色波長變亮,從而失去小紅點特徵。

研究人員正採取多種方法解開小紅點本質,包括檢查樣本的中紅外線特性,大量尋找吸積黑洞,看看有多少黑洞符合小紅點標準。

(首圖來源:pixabay

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