宇宙诞生约6.6亿年后,一颗“红点”出现反常变化:在较短波长里几乎消失,到了更红的红外波段却突然变亮。
它的光谱像一颗拥有浓厚大气的恒星,能量源却不可能是核聚变。研究团队给这个天体起了一个极具冲击力的名字:“黑洞恒星”。
但它并不是恒星和黑洞真的融合,而可能是一颗快速吞噬物质的黑洞,躲进了太阳系尺度的致密气体茧中。
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艺术概念图:中央黑洞被厚重气体包围,画面并非望远镜直接拍摄的真实外观。
它先“消失”,再从红外波段冒出来
这颗天体编号为MoM-BH*-1。韦布望远镜先用相机发现它,又用光谱仪拆解其光线。它只在3.56、4.44和7.7微米等较红波段被清楚探测,在更蓝的波段近乎不见。
真正关键的是异常陡峭的“巴尔末断裂”。氢原子吸收特定能量的光,使光谱突然跌落;恒星大气也有这种现象,但该目标的断裂强度接近8,远超多数恒星系统和普通活动星系核。
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上方显示目标在不同红外滤镜中的亮度变化,下方光谱记录了巨大的巴尔末断裂和氢谱线。
黑洞给自己穿上了一件“恒星外衣”
模型中,中心是一颗约100万至1000万倍太阳质量的黑洞,外部包着约10至100个天文单位厚的无尘、湍动氢气。一个天文单位就是地球到太阳的平均距离,因此这层气体确实可横跨太阳系主要行星区域。
能量来自物质坠向黑洞,而非聚变。浓密气体吸收蓝光,再通过辐射、散射和冲击重新分配能量,于是它既像活动星系核,又带有恒星大气常见的光谱特征。
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论文模型以约40个天文单位厚的致密气体包围黑洞,模拟光谱与实际观测较为接近。
几百个“小红点”,可能终于有了共同解释
韦布在早期宇宙发现了大量紧凑、极红的“小红点”。它们亮得像成熟星系,却出现得过早,究竟由恒星、尘埃还是黑洞主导,一直存在争议。
MoM-BH*-1提供了另一种答案:红色可能来自气体吸收,而非尘埃;宽谱线也可能由光在致密气体中多次散射形成。若该机制普遍存在,过去根据谱线速度推算的部分黑洞质量,可能高估几个数量级。
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韦布深空图像中的小红点示例;它并非本文目标,只用于展示这类遥远红色天体的外观。
证据很强,但“黑洞恒星”仍是物理模型
论文发表在同行评议期刊《自然》,证据来自真实成像和光谱,但10至100个天文单位的气体茧并未被直接分辨,而是模型为解释光谱给出的结构。天体本身在图像中仍是点源,观测只能把其有效半径限制在约117秒差距以内。
研究推测,致密气体可能困住辐射,让黑洞以超过爱丁顿极限的速度进食。这或许能解释为何宇宙诞生不到7亿年,巨型黑洞便已出现。不过,它是否处于超爱丁顿爆发、是否代表其他小红点,仍需更多光谱验证。
所以,真正值得兴奋的不是宇宙多出一种“怪物”,而是我们可能第一次看见:早期黑洞如何把自己藏进气体外衣,一边隐身,一边疯狂长大。
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