去年韦布望远镜对准宇宙深空时,拍到了一批特别的“小红点”——这些藏在130亿光年外的小天体,个头不大却红得格外扎眼,像撒在绒上的红碎钻。可天文学家们很快发现,这些“小红点”的“红”,藏着一个大谜题:它们的尘埃含量低得可怜,以前用来解释“天体发红”的“尘埃红化”理论,根本行不通。
“按老思路,天体发红大多是因为星际尘埃把蓝光散,就像晚霞的红是云里的小颗粒‘筛’掉了蓝光。但韦布的观测数据明明白白显示,这些天体几乎没什么尘埃。”华中科大物理学院天文学系吴庆文教授说,这让之前的解释全“卡壳”了。直到团队把目光转向星系中心的超大质量黑洞,答案才浮出水面。
吴庆文团队提出,这些“小红点”的红,不是“被染的”,是黑洞吸积盘自己“长”出来的——宇宙早期的“小红点”星系里,黑洞周围有个“双层吸积盘”:内层盘温度高达上万摄氏度,辐射紫外和可见光,偏蓝;外层盘却因为引力不稳定,被湍流加热到2000-4000摄氏度,辐射波长正好落在可见光到近红外波段,红得特别明显。“内盘的蓝被外盘的红‘盖’住了,所以整体看起来红得扎眼。”吴庆文说,更关键的是,这层内外盘的辐射叠在一起,形成了一个“V”字形的光谱——拐点的位置和韦布望远镜的观测数据几乎完全吻合,就像钥匙了锁孔,一下解开了谜题。
这还不是最让人兴奋的。研究还指出,这些“小红点”其实是宇宙早期星系的“婴儿状态”:那会儿星系才刚起步,只有中心的黑洞和核区恒星团,外面的恒星形成还没跟上。等过个几十亿年,核区的恒星生生死死攒够了尘埃,把黑洞外盘慢慢“盖住”,“小红点”就变成了我们今天看到的普通星系。
“这就像看一个孩子长大——小时候只看得到核心的‘小拳头’,长大后才慢慢长开了四肢。”吴庆文说,这个发现不仅解开了“小红点”的红因谜题,更给“星系和黑洞怎么一起演化”的问题,补上了关键的一块拼图。
现在再看那些宇宙里的“小红点”,它们不再是神秘的符号,而是130亿年前宇宙“婴儿期”的快照——黑洞在中心旋转,吸积盘的红光照亮了星系最初的模样,也照亮了天文学家理解宇宙的路。