当前位置: 首页 > 资助成果
资助成果
我国科研团队提出宇宙早期小红点星系的黑洞辐射新机制
日期:2026-02-25
来源: 数学物理科学部
作者:颜景志、何成
字号:【
打印

  在国家自然科学基金项目(批准号:12533005、12233007)等资助下,华中科技大学吴庆文团队联合国内多家研究机构组成的科研团队,针对韦布空间望远镜(JWST)发现的早期宇宙大量小红点星系(图1),提出黑洞辐射新模型,发现小红点星系本质上就很红,而非尘埃红化导致,相关研究成果以“小红点星系:黑洞内盘和不稳定外盘共同贡献(The composite spectrum of little red dots from a standard inner disk and an unstable outer disk)”为题,于2026年2月5日发表在《自然·天文学》(Nature Astronomy)杂志上,论文链接:https://doi.org/10.1038/s41550-026-02785-x。

  探测宇宙黎明时期第一代恒星与星系发出的微弱信号,是星系与宇宙学研究重大前沿方向。在JWST公布的观测中,天文学家发现了一类极为特殊的星系,因其外观致密且颜色偏红,被昵称为“小红点”。这些星系主要形成于宇宙大爆炸后5亿至20亿年之间,具有一系列显著区别于已知星系或类星体的特征:尺度极其致密(比银河系小上千倍)、光谱极端偏红却未见明显尘埃红化迹象、中心黑洞质量异常偏大,数量比同一时期的类星体多数百倍。小红点星系的这些极端特征完全不同于以前看到的任何星系,对现有星系与黑洞理论构成了重要挑战。

  团队通过对数十个小红点星系的高质量光谱进行系统分析,发现它们几乎在相同频率处出现光谱拐折,暗示这些小红点存在相同的物理起源。小红点星系中心超大质量黑洞通过吸积物质释放引力能,持续产生高强度辐射。黑洞吸积盘外区一般是引力不稳定的,该区域因湍流加热等因素,温度可升至2000~4000开尔文,辐射主要集中在光学至近红外波段。这一机制表明,小红点的偏红特征并非由尘埃引起,而是源于其自身物理结构:内盘的标准紫外辐射与外盘不稳定区的红外辐射共同构成了观测到的光谱(图2)。

  该理论首次指出小红点星系本质上就那么红,而不是尘埃红化或气体吸收导致,这对理解宇宙早期星系与黑洞演化具有重要科学意义。

图1 詹姆斯韦布望远镜观测到的小红点星系

图2 黑洞吸积内盘温度上万度,一般辐射在光学到紫外波段(类星体较蓝的原因),外部准稳态吸积盘温度在2000-4000度,辐射在近红外到光学波段(小红点极红的原因)