浙江
在宇宙诞生仅数亿年后的遥远深处，一个不该存在的天体，正散发着令人难以置信的光芒。
美国宇航局詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）探测到了一个致密的红色天体，其亮度之高，用普通的核聚变理论根本无法解释。
这个天体外形酷似一颗恒星，周围可能环绕着堪比整个太阳系尺度的气体云,但它释放的能量,却是任何已知恒星理论极限的1000亿倍。
科学家给出的最合理解释,听起来比恒星本身更加离奇——这抹光芒,可能来自一个被巨大而致密的氢气外壳包裹着的、正在疯狂吞噬物质的黑洞。
"海市蜃楼"还是"奇迹"：一场意外的发现
这个被命名为MoM-BH*-1的天体，观测到的是它诞生于大爆炸后仅几亿年时的状态。
相关研究由麻省理工学院卡夫利天体物理与空间研究所的NASA哈勃学者罗汉·奈杜（Rohan Naidu）领导完成，成果发表于《自然》期刊。
"我们对这个天体的认识正在飞速演变，"奈杜表示。
"我们认为其中心存在一个质量约为太阳10万倍的黑洞，周围环绕着一层极其广阔的气体外壳，看起来就像一颗与太阳系相当大小的恒星。"
奈杜团队最初并非专门寻找这类天体,而是在一个名为"海市蜃楼还是奇迹"（Mirage or Miracle，简称MoM）的观测项目中偶然发现了它。
这个项目名称本身，反映了韦布望远镜投入使用后科学界面临的一大困惑——某些早期宇宙中的天体看起来异常明亮,仿佛是形成速度惊人的巨大星系，但这种表象往往具有误导性。
"许多明亮星系在极早期就出现的现象,一直是个谜，"奈杜说，"我们发现,有些看起来像早期明亮星系的'奇迹'，实际上可能只是一种'海市蜃楼'。"
光谱分析将这个天体定位在红移约7.76处，深深嵌入被称为"宇宙曙光"的早期宇宙阶段。
极端"巴尔末跃变"揭示的黑洞真相
在这些詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）拍摄的图像中，黑洞恒星呈现出一个醒目的小红点。这种小红点在JWST图像中极为常见。图片来源：研究人员提供
天文学家通常会用尘埃来解释异常偏红的天体，因为微小颗粒会吸收和散射较短波长的光。
但MoM-BH*-1的表现,并不符合典型的尘埃遮蔽模式。
其光谱中出现了一种极为陡峭的变化，被称为"巴尔末跃变"，在某个特定波长以下，探测到的光量骤然大幅下降。
这种跃变的强度，远远超出了正常恒星群体所能产生的水平。
"我们在这个天体中观测到的跃变，是我们迄今观测到的最深的跃变，足以排除'普通'恒星作为光源的可能性，"奈杜说。
研究团队随后测试了不同模型，试图判断某种特殊排列的气体是否能够重现这些观测结果。
麻省理工学院教授罗伯特·辛柯（Robert Simcoe）解释道:"我们开始思考，能不能仅靠氢气，不借助任何尘埃，就制造出这么红的效果？"
"令我们惊讶的是，答案是可以的——只要氢气密度足够大，大到看起来更像是一颗巨大恒星的表面，而不是稀薄的星际云。"
按照这一模型，黑洞并非位于传统恒星核心发生核聚变的位置，而是被埋藏在一层广阔而致密的气体大气之中。
物质坠向黑洞的过程释放出巨大能量，周围的氢气则吸收、散射并重新加工这些辐射，最终从远处看去，整个结构呈现出类似恒星的观测特征，尽管其核心引擎的本质截然不同。
论文中详细的模型显示，这个黑洞被包裹在一层延伸约10至100天文单位的致密气体外壳之中。
"你看到的东西外形有点像恒星，但亮度却是它的1000亿倍，"奈杜指出，"这意味着驱动它的绝不可能是核聚变——那是所有已知恒星的能量来源。"
这一发现或许还能解开韦布望远镜观测中最令人困惑的谜题之一——"小红点"现象。
这类极其致密的天体在早期宇宙观测图像中随处可见,但在当今宇宙中却几乎消失无踪，其本质长期以来引发了激烈争论。
奈杜认为，MoM-BH*-1或许正是这类天体中一个特别"暴露"的典型样本，其黑洞光芒完全压制了所在星系本身的光亮。
这一发现同时也为解释早期超大质量黑洞如何在极短的宇宙时间内快速成长这一长期难题,提供了全新的线索,暗示着黑洞可能曾经历过被浓密气体包裹、疯狂"暴食"的特殊生长阶段。
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