詹姆斯·韋布空間望遠鏡在宇宙深空探測中捕捉到一類特殊天體——它們體積微小卻異常明亮,呈現出獨特的深紅色,被天文學家形象地稱為“小紅點”。這些天體數量龐大、結構致密,與已知星系存在顯著差異,其成因長期困擾著科學界。
傳統理論認為,“小紅點”的紅色特征可能源于星際塵埃對光線的散射作用,類似地球上的晚霞現象。然而,最新觀測數據顯示這些天體中塵埃含量極低,這一發現直接挑戰了現有解釋框架。華中科技大學天文學團隊通過研究提出全新物理機制:星系中心超大質量黑洞的吸積盤結構存在特殊分區,其外圍區域輻射波長恰好覆蓋可見光至近紅外波段,這是導致“小紅點”呈現極端紅色的根本原因。
研究指出,在宇宙早期階段,“小紅點”星系中心的超大質量黑洞周圍存在雙重吸積結構。內區吸積盤溫度高達上萬攝氏度,主要輻射紫外至可見光;外區吸積盤則因引力不穩定產生強烈湍流,氣體被加熱至2000-4000攝氏度,形成準穩態結構,其輻射峰值正好落在近紅外波段。這種內外盤輻射的疊加效應,在光譜能量分布上呈現出獨特的“V”字形特征,與詹姆斯·韋布望遠鏡的觀測數據高度吻合。
團隊通過構建數值模型驗證了這一理論。模擬顯示,當黑洞吸積率處于特定范圍時,外吸積盤的溫度與輻射特性能夠完美解釋“小紅點”的光譜特征。這一發現不僅解決了塵埃含量與顏色特征的矛盾,更揭示了宇宙早期星系演化的新線索。
進一步研究表明,早期宇宙中部分質量較小的星系可能僅在核心區域形成超大質量黑洞與恒星團,而大尺度恒星形成活動較弱。隨著時間推移,核區恒星演化產生的塵埃逐漸覆蓋黑洞外盤,使這些特殊天體逐漸演化為普通星系。這項研究為理解星系與黑洞的協同演化提供了重要觀測證據,相關成果已發表于國際權威學術期刊。










