韦伯望远镜在遥远宇宙中观测到新一类星系

莫心海

【正见新闻网2025年01月22日】

据太空网2025年1月15日报导,天文学家收集到了迄今为止最古老的星系样本,这些星系是韦伯望远镜(JWST) 观测到的所谓“小红点” 。样本中的大多数古老星系(存在于大爆炸后 15 亿年前)似乎都拥有快速吞噬或“吸积”的超大质量黑洞。这项新研究表明,这些小红点发出的大部分光来自它们中心吞噬宇宙巨星所产生的湍流条件。

“韦伯望远镜发现的这群新天体让我们感到困惑。我们没有在较低红移(对应较小距离)处看到它们的类似物,这就是为什么我们在韦伯望远镜之前没有看到它们的原因,”科尔比学院的研究小组负责人戴尔·科切夫斯基(Dale Kocevski)在一份声明中说道。

“目前我们正在进行大量工作,试图确定这些小红点的性质,以及它们的光是否受吸积黑洞的影响。”

早在 2022 年发现这些星系时,天文学家就已经知道韦伯望远镜上的小红点代表了一种从未见过的新星系类型。他们还对这些星系在早期宇宙中如此普遍感到困惑。

图片来源:NASA/ESA/CSA/STScI/Dale Kocevski(科尔比学院)

该团队利用韦伯望远镜CEERS(宇宙演化早期发布科学)、JADES(韦伯望远镜先进深河外星系普查)、NGDEEP(下一代深河外星系探索公共项目)和 RUBIES(红色未知:亮红外河外星系普查)的数据,构建了大量的“小红点”星系样本。

该研究揭示,他们样本星系中约 70% 的星系显示出气体以每小时 200 万英里(每秒 1000 公里)的速度旋转的证据。这清楚地表明,扁平的气体和尘埃云(称为吸积盘)正在为中央星系区域(称为活跃星系核 (AGN))中的超大质量黑洞提供能量。

小红点星系的部分颜色归因于一种称为“红移”的现象。当来自星系的光向地球传播时,宇宙的膨胀会拉长其波长,同时降低其频率。经过数十亿年的传播,光会转变为近红外或红外波长,这正是韦伯望远镜设计用来观测的波长。

“对我来说最令人兴奋的是红移分布。这些真正红色的高红移源基本上在宇宙大爆炸后的某个时刻停止存在,”团队成员、德克萨斯大学奥斯汀分校研究员史蒂文·芬克尔斯坦(Steven Finkelstein)说。“如果它们是正在成长的黑洞,我们认为至少有 70% 的黑洞是这样的,这暗示着早期宇宙中有一个被遮蔽的黑洞成长时代。”

AGN 极其明亮,这是因为超大质量黑洞(其质量相当于数百万或数十亿个太阳)在吸积盘中产生了湍流。因此,这些星系发出的大部分光线可能来自以黑洞为动力的 AGN,而不是恒星。但是一个始终未解的谜团是,在当地宇宙中,从没有发现类似这些小红点的星系。

研究小组现在将采取多种途径来更好地了解小红点星系。这将包括在中红外波段检查他们的星系样本。对小红点的更深入的观测将有助于最终解开这些具有挑战性的古老星系之谜。

资料来源:
https://www.space.com/james-webb-space-telescope-little-red-dots-galaxies-black-hole-growth
 

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