北京
研究人员称这是一项“十亿分之一”的发现。
在宇宙黎明时期，宇宙中散布着巨大的黑洞——这些庞然大物如此巨大，科学家至今仍在努力解释它们当初怎么可能存在。答案可能就在这个宇宙时代的一个前所未见的天体中。
在今日发表于《自然》的一篇论文中，天文学家报告在早期宇宙中发现了一个极其不寻常的亮红色光点。从外部看，它像一颗巨大的恒星，大小约相当于整个太阳系。它辐射的能量比任何已知恒星高出约1000亿倍，因此更像一个黑洞。经过仔细分析，团队得出结论，这是一种全新类型的天体：“黑洞恒星”。这颗黑洞恒星被命名为MoM（Mirage或Miracle）-BH*-1，研究第一作者罗汉·奈杜表示：“它被浓密气体层层包裹，因此其有效辐射方式让人联想到恒星现象。”
夏威夷大学天文学家奈杜补充道：“考虑到我们档案数据库中拥有数十亿颗恒星、星系和黑洞的海量数据，发现一个无与伦比的天体是非常特别的。MoM-BH*-1是十亿分之一！”
宇宙中的红色色调
如果你关注天文学新闻，可能听说过关于早期宇宙中“小红点”的讨论。这些是在高红移处观测到的明亮而致密的天体，根据随附的《新闻与观点》文章——作者是意大利罗马萨皮恩扎大学的天文学家多米尼克·施莱歇尔和智利康塞普西翁大学的天文学家罗德里戈·埃雷拉-卡穆斯——意味着“从它们到达地球的光已经旅行了数十亿年”。
小红点听起来可能并不太令人印象深刻。但当它们首次被发现时，天文学家真的以为是观测这些古老天体的詹姆斯·韦布空间望远镜出了什么问题。另一方面，宇宙最初时期的许多情况仍然是谜。因此，确定小红点——宇宙黎明的遗迹——的真实身份，将代表我们对宇宙历史理解的巨大进步。
小小的大巨人
MoM-BH*-1的发现涉及小红点，也涉及早期宇宙超大质量黑洞的谜团，这些黑洞的质量达数百万到数十亿倍太阳质量。奈杜解释说，黑洞恒星可能是“可能所有超大质量黑洞的诞生故事”，而小红点则可以被视为“嵌在更大星系中”的黑洞恒星。
施莱歇尔和埃雷拉-卡穆斯写道，通常来说，尘埃会高效地吸收和散射蓝光。因此，当天体呈现红色时，天文学家会假定尘埃是这种红色调背后的原因。然而，根据论文，MoM-BH*-1的光谱性质更符合存在一大团电离气体且尘埃贡献极小的情况。
上面这张图展示了在织女星和黑洞星 MoM-BH*-1 中观测到的巴耳末跳变；当恒星外层高效吸收低于某一特征波长的光时，就会出现这种跳变。
此外，奈杜解释说，这个天体的光在低于某个波长时“突然消失”，这种现象正式名称为巴耳末跳变。他补充说，这样一来，黑洞恒星“同时表现出黑洞和恒星两者的若干典型特性”。“MoM-BH*-1的特殊之处在于，它实际上比其所在的整个宿主星系还要亮，因此我们看到的是‘纯粹的’黑洞恒星光。”
泄露宇宙天机
根据施莱歇尔和埃雷拉-卡穆斯的说法，这些发现对小红点以及由此延伸的早期宇宙状态提出了新的问题和见解。例如，如果小红点独特的颜色是由气体而非尘埃引起的，这或许能解释为什么最早的超大质量黑洞比传统宇宙学模型所预测的要大得多。他们补充说，这项研究的分析还补充了其他识别出活跃黑洞周围气体吸积类似痕迹的工作。
奈杜渴望更深入地探究黑洞恒星之谜。奈杜及其同事已经获得了JWST的观测时间。他说，从12月开始，团队将努力确定“这些非凡天体的详细物理性质——它们到底有多重，它们的‘恒星’特征能告诉我们关于其‘恒星’大气的什么信息？”
奈杜说：“由于小红点和黑洞恒星，研究早期宇宙的天文学家现在非常兴奋。许多天文学家将其与20世纪60年代和70年代相比较，当时我们首次以类星体的形式发现了超大质量黑洞。……而现在，感谢JWST，也感谢宇宙令人惊喜的奇妙，我们正在重新经历那个非常特殊的时期——我们正在改写教科书，为我们甚至不知道存在的事物填写新篇章！”
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