詹姆斯·韦伯太空望远镜让我们看到了宇宙中星系形成的最初时刻。



它还揭示了一些惊喜。其中之一是出现了被称为“小红点(LRD)”的高度红移的小物体。

我们并不完全确定它们是什么,但一项新的研究给出了答案。

关于这些天体,我们知道的一件事是,它们的光谱被运动多普勒放大了。这表明发出光的气体正以惊人的速度围绕中心区域旋转,绕轨道运行的速度超过每秒1000公里。

这表明该物质正在围绕一个超大质量黑洞运行,该黑洞为活动星系核(AGN)提供能量。AGN模型中小红点的问题在于它们在红外光谱中的强度是平坦的。它们在X射线和无线电范围内的辐射也很少,这对AGN来说是不寻常的。



为了进一步探索这个谜团,这项新工作研究了12个LRD, JWST已经收集了它们的高分辨率光谱。然后,研究小组将这些数据与超大质量黑洞的模型进行了比较。

这些模型假设黑洞周围有一个快速旋转的吸积盘,它嵌在一个年轻的星系云中。首先,他们发现周围的云层需要高度电离。由于星系周围有一层致密的自由电子,所以大部分X射线和射电光都会被吸收。

当然,如果护罩的密度足以阻挡X射线和无线电,黑洞就需要以惊人的速度产生能量,才能使LRD发出明亮的红光和红外线。

根据观察,黑洞必须以接近爱丁顿极限的速度吸积质量,这是物质吸积的最大速度。超过这个速度,产生的光的强度是如此之强,以至于它将物质推开的速度比引力将它们聚集在一起的速度还要快。

所有这些都描绘了一幅图景,即LRD是非常年轻的超大质量黑洞,正在迅速发育成熟。在这项最新的研究中,对这些黑洞质量的估计支持了这一点,估计它们的质量大约在1万到100万太阳质量之间,这比典型的超大质量黑洞要小得多。

这个模型也有助于解释为什么我们在较低的红移中看不到较近的LRD。它们在爱丁顿极限下积累的物质意味着它们会迅速清除周围的电离云。

随着这团云的消散,LRD将开始类似于我们在整个宇宙中看到的传统活动星系核。

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