中新社武漢2月6日電 (馬芙蓉 王瀟瀟)華中科技大學(xué)物理學(xué)院吳慶文教授團(tuán)隊(duì)近日在《自然-天文學(xué)》發(fā)文,提出一種解釋宇宙“小紅點(diǎn)”的全新機(jī)制,為理解“小紅點(diǎn)”神秘特性提供了物理解釋。
詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡是目前人類(lèi)最強(qiáng)大的空間天文望遠(yuǎn)鏡。近年來(lái),該望遠(yuǎn)鏡在探測(cè)百億光年外的遙遠(yuǎn)深空時(shí),發(fā)現(xiàn)一些很小的明亮紅色天體,天文學(xué)家稱(chēng)之為“小紅點(diǎn)”。
據(jù)了解,這類(lèi)“小紅點(diǎn)”與以前所有星系和類(lèi)星體都顯著不同。它們數(shù)量眾多、結(jié)構(gòu)致密、顏色極紅、黑洞巨大,在宇宙大爆炸后數(shù)億年出現(xiàn),十幾億年后又神秘消失。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有星系和黑洞理論提出了挑戰(zhàn)。
吳慶文介紹,目前很多觀點(diǎn)認(rèn)為,“小紅點(diǎn)”星系極紅的顏色來(lái)自塵埃消光。然而,詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡和阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)塵埃在遠(yuǎn)紅外的輻射,因此不支持塵埃消光模型。
對(duì)此,吳慶文團(tuán)隊(duì)提出解釋“小紅點(diǎn)”的全新物理機(jī)制——“小紅點(diǎn)”本質(zhì)就很紅,而不是簡(jiǎn)單的塵?!凹t化”導(dǎo)致;其特殊“V”型能譜結(jié)構(gòu),是黑洞標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)盤(pán)與不穩(wěn)定外盤(pán)的共同貢獻(xiàn)。
吳慶文團(tuán)隊(duì)通過(guò)理論模擬發(fā)現(xiàn),黑洞吸積盤(pán)外區(qū)引力并不穩(wěn)定,氣體在湍流作用下加熱,溫度約2000攝氏度至4000攝氏度,正好輻射在近紅外到光學(xué)波段。這可以解釋為什么這些星系看起來(lái)如此之“紅”,而無(wú)需借助大量塵埃的“紅化”效應(yīng)。另一方面,黑洞吸積盤(pán)內(nèi)區(qū)溫度可達(dá)上萬(wàn)攝氏度,輻射在光學(xué)到紫外波段。內(nèi)盤(pán)和外盤(pán)一起形成一個(gè)“V”型能譜結(jié)構(gòu),與觀測(cè)幾乎完全一致。
吳慶文認(rèn)為,“小紅點(diǎn)”星系與中心黑洞,可能是天體物理學(xué)界一直在尋找的種子黑洞向第一代高光度類(lèi)星體演化的過(guò)渡階段。理解其物理性質(zhì),為理解宇宙中黑洞的早期增長(zhǎng)模式及星系形成機(jī)制,提供了新的視角。(完)