閱讀時(shí)長(zhǎng):3分鐘 | 黑洞也能長(zhǎng)得像恒星?韋布望遠(yuǎn)鏡找到關(guān)鍵線索
如果一個(gè)天體看起來像恒星,但大小甚至接近整個(gè)太陽(yáng)系,釋放的能量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何恒星,那么它究竟是什么?
借助詹姆斯·韋布望遠(yuǎn)鏡,天文學(xué)家在早期宇宙中鎖定了這樣一個(gè)奇怪目標(biāo)——MoM-BH*-1。
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它最初只是韋伯深空?qǐng)D像里的一個(gè)不起眼小紅點(diǎn),但光譜一展開,事情就不對(duì)勁了。
普通恒星依靠?jī)?nèi)部核聚變發(fā)光,而MoM-BH*-1的亮度高得驚人,其能量輸出比已知恒星能夠達(dá)到的水平高出約千億倍。更奇怪的是,它的光譜出現(xiàn)了異常強(qiáng)烈的巴耳末斷裂,簡(jiǎn)單說,就是光在某個(gè)波段突然大幅“掉下去”。這種現(xiàn)象可以出現(xiàn)在恒星大氣中,但這個(gè)目標(biāo)的變化幅度遠(yuǎn)超普通恒星能夠解釋的范圍。
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研究團(tuán)隊(duì)因此提出了一種很特別的解釋:它的中心并不是核聚變核心,而是一顆正在瘋狂吞噬物質(zhì)的黑洞。黑洞外面則包裹著極其致密、主要由氫和氦組成的氣體。這個(gè)氣體外殼會(huì)重新加工黑洞釋放的輻射,讓整個(gè)系統(tǒng)看起來竟有幾分像一顆巨大恒星。
研究團(tuán)隊(duì)把這種候選天體稱為黑洞恒星。
不過,黑洞恒星并不是恒星里面塞了一顆黑洞這么簡(jiǎn)單,它更像是披著恒星式氣體外衣的年輕黑洞。目前的模型認(rèn)為,中心黑洞可能達(dá)到約10萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量,而外圍致密氣體可以延伸到太陽(yáng)系尺度。
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它真正重要的地方,還不只是長(zhǎng)得奇怪。
韋布升空后,天文學(xué)家在早期宇宙中發(fā)現(xiàn)了大量神秘的小紅點(diǎn),它們究竟是年輕星系、被塵埃遮擋的活動(dòng)黑洞,還是別的東西,一直爭(zhēng)論不斷。對(duì)98個(gè)小紅點(diǎn)的后續(xù)研究發(fā)現(xiàn),致密氣體包圍黑洞的模型可以解釋其中許多共同特征。
這也可能觸及一個(gè)更大的謎題:為什么宇宙誕生不到10億年,就已經(jīng)出現(xiàn)了質(zhì)量驚人的超大質(zhì)量黑洞?
如果早期黑洞能夠躲在致密氣體中,以超過傳統(tǒng)愛丁頓極限的速度快速進(jìn)食,那么它們或許根本不需要漫長(zhǎng)歲月,就能迅速成長(zhǎng)為后來盤踞在星系中心的巨型黑洞。MoM-BH*-1可能讓我們第一次如此直接地看到這個(gè)成長(zhǎng)階段。
當(dāng)然,黑洞恒星目前仍是一種基于觀測(cè)和模型得到的解釋,而不是已經(jīng)蓋棺定論的新天體分類。
但有一點(diǎn)越來越清楚,韋布看到的那些不起眼的小紅點(diǎn),可能正藏著宇宙最早一批巨型黑洞的童年。
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