在NASA的詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）开始科学运作后不久，天文学家在数据中遇到了一个意想不到的发现：散布在遥远的早期宇宙中的红色小天体。 这些引人入胜的现象现在被称为"小红点"（LRDs），但人们对它们的了解仍然很少，它们提出了新的问题，并启发了关于宇宙雏形形成过程的新理论。
天文学家收集了大量不同寻常的天体样本，试图将它们与早期宇宙联系起来。通过分析公开的韦伯数据，一个天文学家小组最近汇编了迄今为止最大的LRD样本之一。 据信，几乎所有这些天体都存在于大爆炸后的最初 15 亿年内。 研究人员得出结论说，这些低地球轨道碎片中有很大一部分很可能是在其中心承载着不断增长的黑洞的星系。
一组天文学家筛选了詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）的多项巡天数据，整理出了迄今为止最大的"小红点"（LRD）样本之一。 该团队从宇宙演化早期发布科学（CEERS）巡天开始，然后将范围扩大到其他银河系外遗留领域，包括JWST高级深河外星系巡天（JADES）和下一代深河外星系探索公众（NGDEEP）巡天。
2022 年 12 月，美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）在开始执行科学任务后不到 6 个月，就有了一个史无前例的发现：无数微小的红色天体散布在天空中。 这些神秘的天体被科学家们称为"小红点"（LRD），它们数量众多却又令人费解，它们独特的颜色和起源引发了人们对早期宇宙的疑问。
现在，一组天文学家已经收集了迄今为止研究过的最大规模的低地球轨道碎片，重点研究了大爆炸后15亿年内存在的低地球轨道碎片。 他们的研究结果表明，这些神秘的天体中有许多可能蕴藏着不断增长的超大质量黑洞。
"韦伯发现的这一新天体群让我们感到困惑。 我们在更低的红移下看不到它们的类似物，这就是为什么我们在韦伯发现它们之前没有看到它们的原因，"该研究的第一作者、缅因州沃特维尔科尔比学院的戴尔-科切夫斯基（Dale Kocevski）说。"我们正在做大量的工作，试图确定这些小红点的性质，以及它们的光是否由吸积黑洞主导。"
研究小组之所以能获得大量 LRDs 样本，一个重要原因是他们使用了公开的韦伯数据。 首先，研究小组在宇宙演化早期发布科学（CEERS）巡天中搜索这些红色来源，然后将范围扩大到其他银河系外遗留领域，包括JWST高级深河外星系巡天（JADES）和下一代深河外星系探索公共（NGDEEP）巡天。
用于识别这些天体的方法也不同于以往的研究，因此普查的红移范围很广。 他们发现的天体分布十分有趣： LRD在宇宙大爆炸后约6亿年大量出现，在宇宙大爆炸后约15亿年数量迅速减少。
研究小组将目光投向了红色未知星： 明亮红外银河系外巡天（RUBIES）的光谱数据。 他们发现，约有70%的目标显示出气体以每小时200万英里（每秒1000公里）的速度快速运行的迹象--这是超大质量黑洞周围吸积盘的迹象。 这表明，许多低地球轨道吸积盘都是吸积黑洞，也被称为活动星系核（AGN）。
"最让我兴奋的是红移分布。 德克萨斯大学奥斯汀分校的研究合著者史蒂文-芬克尔斯坦（Steven Finkelstein）说："这些真正的红色高红移源基本上在大爆炸后的某个时刻就停止存在了。如果它们是正在生长的黑洞，而我们认为其中至少有70%是，这就暗示了早期宇宙中黑洞生长的模糊时代。"
当低辐射天体首次被发现时，有人认为宇宙学已经"崩溃"。 如果这些天体发出的所有光线都来自恒星，那就意味着有些星系长得如此之大、如此之快，以至于理论无法解释它们。
研究小组的研究支持了这样一种观点，即这些天体发出的大部分光线来自吸积黑洞，而不是恒星。 更少的恒星意味着更小、更轻的星系，可以被现有理论所理解。
德克萨斯大学奥斯汀分校的这项研究的合著者安东尼-泰勒说："这就是解决宇宙破碎问题的方法。"
探索神秘的小红点
由于长距红外探测器似乎会引发更多的问题，因此仍有许多问题有待讨论。 例如，为什么低红外探测器没有出现在较低的红移位置，这仍然是一个未解之谜。 一个可能的答案是由内而外的增长： 当星系内的恒星形成从星系核向外扩展时，吸积黑洞附近的超新星沉积的气体就会减少，黑洞被遮挡的程度也会降低。 在这种情况下，黑洞脱去了气体茧，变得更蓝，不那么红了，也就失去了低辐射状态。
此外，LRD 在 X 射线光下并不明亮，这与大多数红移较低的黑洞形成鲜明对比。 不过，天文学家知道，在某些气体密度下，X 射线光子会被捕获，从而减少 X 射线辐射量。 因此，LRD 的这种质量可以支持这些黑洞被严重遮挡的理论。
研究小组正在采取多种方法来了解低视角黑洞的性质，包括研究样本的中红外特性，以及广泛寻找吸积黑洞，观察有多少黑洞符合低视角黑洞的标准。 获得更深层次的光谱和选择性的后续观测也将有利于解决目前关于"长三角"的这一"悬案"。
科切夫斯基说："总有两种或两种以上的潜在方法来解释小红点的混杂特性。这是模型和观测之间的持续交流，在两者之间的一致性和冲突性之间找到平衡点。"
这些结果在马里兰州国家港举行的美国天文学会第245次会议的新闻发布会上公布，并已被《天体物理学杂志》接受发表。
詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）是有史以来最先进的太空科学观测站，旨在以前所未有的细节探索宇宙。 詹姆斯-韦伯太空望远镜由美国国家航空航天局（NASA）牵头、欧洲航天局（ESA）和加拿大航天局（CSA）参与的全球合作项目运行，它正在解决人类最大的一些问题。 它研究太阳系内的奥秘，考察遥远的系外行星，并调查宇宙的起源和结构。
编译自/scitechdaily
