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宇宙神秘“小紅點”為何那么紅？我國科學家提出新解釋
宇宙神秘“小紅點”為何那么紅？我國科學家提出新解釋
詹姆斯·韋布空間望遠鏡在探測宇宙深空時發(fā)現(xiàn)的一批很小的明亮紅色天體，被稱為“小紅點”。它們數(shù)量眾多、結構致密、顏色極紅，不同于以前發(fā)現(xiàn)的星系，一直令天文學家費解。
“小紅點”為何那么紅？華中科技大學物理學院天文學系吳慶文教授團隊創(chuàng)新性地提出了解釋“小紅點”的物理機制，即星系中心超大質量黑洞吸積盤外圍輻射波長正好落在可見光到近紅外波段，由此說明“小紅點”本身就很紅，而非星際塵埃的“紅化”效應。相關研究成果5日在線發(fā)表于國際學術期刊《自然－天文學》。
詹姆斯·韋布空間望遠鏡觀測到的“小紅點”。（受訪團隊供圖）
“為了解釋‘小紅點’光譜特征，傳統(tǒng)理論模型大多假設存在大量塵埃對其光線進行‘紅化’，類似晚霞和朝霞形成相關的散射原理。但現(xiàn)有望遠鏡的精確觀測卻顯示，這些天體中塵埃含量極低，使得現(xiàn)有理論面臨挑戰(zhàn)?！眳菓c文說。
研究團隊聚焦星系中心超大質量黑洞的吸積過程，提出在宇宙早期這些“小紅點”星系中，黑洞吸積盤的外圍區(qū)域通常處于引力不穩(wěn)定狀態(tài)，氣體在強烈的湍流作用下被有效加熱，形成了一個溫度相對較低（約2000至4000攝氏度）、處于準穩(wěn)態(tài)的“外吸積盤”，輻射波長正好落在可見光到近紅外波段。而黑洞吸積盤的內區(qū)溫度極高，可達上萬攝氏度，輻射主要集中在可見光到紫外波段。
受訪團隊提供的黑洞吸積盤概念圖。
“內盤較藍，外盤極紅，所以看起來那么紅。由內盤和外盤共同構成的整體輻射，恰好形成了一個‘Ｖ’字形光譜能量分布結構，其拐折特征與詹姆斯·韋布空間望遠鏡的實際觀測數(shù)據(jù)幾乎完全吻合?！眳菓c文解釋說。
研究結果進一步表明，宇宙早期有些質量不大的星系可能僅中心形成了超大質量黑洞與核區(qū)恒星團，星系大尺度恒星形成也許較弱，因此人們只看到了星系核心區(qū)域。數(shù)十億年后，隨著星系逐漸長大，核區(qū)恒星誕生和死亡形成大量塵埃，逐漸覆蓋了原黑洞外盤，從而完成“小紅點”到普通星系的過渡，這為揭示星系和黑洞早期演化提供了關鍵信息。
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