內(nèi)部有黑洞的巨星可能是第一次被探測(cè)到

宇宙黎明時(shí)的一些神秘針刺光可能是我們以前從未見過的一種物體。

根據(jù)對(duì)綽號(hào)為“懸崖”的“小紅點(diǎn)”（LRD）的新分析，這些無(wú)法解釋的物體可能是超大質(zhì)量的黑洞包裹在巨大而密集的氣體云中，就像圍繞著恒星核心的大氣層。

這是一個(gè)非常簡(jiǎn)潔的解釋，解決了天文學(xué)家正在努力調(diào)和的一個(gè)問題：LRD 光的“中斷”使早期宇宙中的星系看起來(lái)比可能的更古老。

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“我們......得出的結(jié)論是，懸崖的靜止光學(xué)和近紅外連續(xù)體不可能起源于具有極高恒星密度的大規(guī)模、進(jìn)化的恒星群。編寫團(tuán)隊(duì)由德國(guó)馬克斯·普朗克天文學(xué)研究所的天體物理學(xué)家安娜·德·格拉夫領(lǐng)導(dǎo)。

“相反，我們認(rèn)為最合理的模型是發(fā)光電離源被其附近的致密吸收氣體變紅的模型。目前，唯一能夠同時(shí)產(chǎn)生觀察到的巴爾默斷裂的強(qiáng)度和形狀的模型是黑洞明星。

一個(gè)巴爾默休息是空間中物體光譜的急劇變化發(fā)生在光譜的紫外線部分，其中線一側(cè)的短波長(zhǎng)光強(qiáng)度遠(yuǎn)低于線另一側(cè)的高波長(zhǎng)光。這一特征是通過氫原子吸收較短波長(zhǎng)的光而產(chǎn)生的。

強(qiáng)烈的巴爾默斷裂與具有A型優(yōu)勢(shì)人群恒星，其溫度恰到好處，可以吸收所需波長(zhǎng)的光。

關(guān)鍵在于：為了顯示強(qiáng)烈的巴爾默斷裂，這些星系必須足夠老，最早的 O 星和 B 星占主導(dǎo)地位的星系已經(jīng)基本死亡，留下 A 型星負(fù)責(zé)星系的大部分光，幾乎沒有新的恒星形成。

許多 LRD 表現(xiàn)出強(qiáng)烈的巴爾默突破，在一個(gè)剛剛開始的時(shí)代6億年之后大爆炸，距今138億年前?？茖W(xué)家們認(rèn)為，對(duì)于一個(gè)星系來(lái)說，這在宇宙的生命周期中還為時(shí)過早，無(wú)法達(dá)到占主導(dǎo)地位的 A 型人群.

反過來(lái)，這導(dǎo)致了對(duì)時(shí)空黎明時(shí)這些小紅光可能是什么的調(diào)查——來(lái)自原始黑洞到超大質(zhì)量恒星的種子.

懸崖代表了一個(gè)全新的挑戰(zhàn)水平，光線已經(jīng)傳播了 119 億年，巴爾默斷裂是 LRD 迄今為止最明顯的。

“懸崖的極端特性迫使我們回到繪圖板，并提出全新的模型，”德格拉夫解釋.

現(xiàn)在，星系并不是唯一表現(xiàn)出巴爾默裂縫的天體。如果一大堆恒星集體可以在星系的光譜中產(chǎn)生巴爾默裂隙，那么按理說，這些恒星中的每一個(gè)也表現(xiàn)出該特征。研究人員指出，懸崖的光譜看起來(lái)更接近他們期望在單個(gè)恒星而不是整個(gè)星系中看到的光譜。

考慮到這一特殊性，研究人員開發(fā)了一種他們稱之為黑洞星的模型：一個(gè)從吸積盤積極進(jìn)食的超大質(zhì)量黑洞，周圍并變紅，不是被塵埃包圍，而是被厚厚的氫氣包膜包圍。

其結(jié)構(gòu)有點(diǎn)類似于包裹在灼熱等離子體中的恒星，但黑洞恒星的中心不是我們?cè)诤阈侵锌吹降木圩冊(cè)拥暮诵模?.....井。。。一個(gè)黑洞，類似于星系中心的活躍星系核，加熱圍繞其旋轉(zhuǎn)的湍流氫。

在這一點(diǎn)上，這只是一個(gè)模型，但該團(tuán)隊(duì)對(duì)黑洞星的模擬非常好地復(fù)制了在懸崖中觀測(cè)到的光譜。這表明，至少在早期宇宙中徘徊的一些 LRD 可能是這些偽裝成星系的奇怪黑洞。

目前，該理論只是一個(gè)理論。不僅需要進(jìn)一步的研究來(lái)確定黑洞恒星是否真實(shí)，還需要確定它們?nèi)绾涡纬珊脱莼?，以及它們光譜的其他特征可能意味著什么。然而，這似乎確實(shí)是合理的，并且至少會(huì)部分幫助解決 LRD 問題，而不會(huì)破壞我們對(duì)宇宙如何演化的理解。

“懸崖提供了迄今為止最有力的直接證據(jù)，表明 LRD 中巴爾默斷裂和靜止光學(xué)到近紅外光譜能量分布可能由活躍星系核的發(fā)射主導(dǎo)，而不是進(jìn)化的恒星群，盡管關(guān)于黑洞和宿主星系特性的許多懸而未決的問題仍然存在，”研究人員寫道.

“因?yàn)樗鄬?duì)溫和紅移，JWST 的高質(zhì)量分光光度覆蓋范圍很寬的靜止幀波長(zhǎng)范圍。這些嚴(yán)格的限制使懸崖成為未來(lái)活躍星系核和黑洞恒星模型的理想基準(zhǔn)。

該研究已發(fā)表在天文學(xué)與天體物理學(xué).

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