
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的「小紅點」:早期宇宙的新謎團?
「在天文學中,稱某物為’非常紅’意味著該物體的大部分光芒是在長波長中發出的。」—— 天文學家如是說。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的出現,為我們揭示了宇宙早期的一些神秘天體,這些天體被稱為「小紅點」。它們極度遙遠,主要在中紅外波段發光,挑戰著我們對早期宇宙星系形成的認知。
子段落標題1: JWST的發現:哈伯無法觸及的宇宙深處
哈伯太空望遠鏡受限於其觀測波長範圍,無法偵測到這些「小紅點」。這些天體存在於大爆炸後約18億年,它們的出現挑戰了我們對早期宇宙的理解,開啟了天文學研究的新篇章。
最初,科學家們推測這些「小紅點」是極為密集的星系,內部擠滿了大量的恆星。想像一下,在一個光年大小的立方體中,可能存在數十萬顆恆星。然而,這種假設與現有的星系形成模型相悖。
如果這些真的是超高密度星系,那麼身處其中的夜空將會異常明亮,但這與我們所知的宇宙早期環境並不相符。
子段落標題3: 科學家的爭論:星塵遮蔽還是活躍星系核?
對於「小紅點」的本質,科學界存在著激烈的爭論。一種觀點認為,這些是富含恆星,但被大量塵埃遮蔽的星系。另一種觀點則認為,它們是活躍星系核(AGN),由於周圍存在大量的塵埃而呈現紅色。然而,這兩種解釋都無法完全令人滿意。解決這個謎團需要更多的數據,特別是光譜資訊。
RUBIES巡天計畫對4500個遙遠星系進行了光譜研究,其中一個名為「懸崖」(The Cliff)的極端天體引起了科學家的注意。其光線已經傳播了119億年才到達地球。
「在這個數據集中,我們發現了35個小紅點。但那些新的小紅點,最終證明是最極端和最引人入勝的物體。」—— 拉斐爾·赫維丁(Raphael Hviding)
「懸崖」的光譜在紫外區域呈現出急劇上升的趨勢,這種現象被稱為「巴爾末跳躍」(Balmer break),與先前對「小紅點」的兩種主要解釋都不相符。
子段落標題5: 「黑洞恆星」模型的誕生:挑戰傳統認知
「懸崖」的獨特性質促使科學家們提出了一個全新的模型,即「黑洞恆星」(BH)。在這個模型中,活躍的星系核,包含一個超大質量黑洞,被一層厚厚的氫氣包圍,這些氫氣使黑洞發出的光線變紅。與真正的恆星不同,BH的核心沒有核融合反應,並且周圍的氣體比普通恆星的大氣層更加湍流。
「’懸崖’的極端特性迫使我們回到製圖板,並提出全新的模型。」—— 安娜·德·格拉夫(Anna de Graaff)
子段落標題6: 「黑洞恆星」如何解釋「懸崖」? 未來的研究方向
「黑洞恆星」模型可以解釋「懸崖」的觀測特徵,它假設「懸崖」是一個緻密、球形、湍流的氣體外殼包圍著活躍的星系核。如果這個解釋是正確的,那麼「懸崖」代表了一種極端的例子,其中黑洞恆星的光芒占主導地位,而其他「小紅點」則包含黑洞恆星的光芒以及周圍恆星和氣體的光芒的混合物。
「黑洞恆星」概念的提出,可能解釋早期宇宙中超大質量黑洞的快速成長,對早期星系演化模型產生重大影響。然而,這個模型仍需要更多的觀測和模擬來驗證。科學研究者也提醒,目前的研究結果尚屬初步,需要經過同行評審的期刊發表後才能被廣泛接受。未來的研究將聚焦於「黑洞恆星」的形成機制,以及它們不尋常的氣體外殼如何長時間保持穩定。
Max Planck Institute for Astronomy. (2025, November 29). JWST spots a strange
red dot so extreme scientists can’t explain it. ScienceDaily. Retrieved November
29, 2025 from www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251127102115.htm\n—\n Story Source:
Materials provided by Max Planck Institute for Astronomy. Note: Content may be edited for style and length.