天文學家利用韋伯太空望遠鏡在遙遠的早期宇宙中發現了一類新型星系,稱為「小紅點」(Little Red Dots)。這些小紅點讓天文學家十分困惑,因為它們可能是質量非常巨大的星系,也可能是質量較小的星系。可以肯定的是,這些星系的尺寸相當小,半徑僅為銀河系的2%。
小紅點是偽裝大師,它們會隨著天文學家觀察它們的方式不同而呈現不同的特徵。天文學家從小紅點的X射線和發射光譜中收集的資料,歸納出兩種不同的解釋:這些天體要麼是非常緻密的星系,要麼其核心存在超大質量黑洞。
在「只有恆星假說」中,小紅點包含大量的恆星—最多可達1000億顆,這與銀河系的恆星數量相當,但這些小紅點的體積卻小得多。這些天體可能是宇宙中最緻密的恆星環境,天文學家甚至不確定這樣的星系理論上是否能存在。
另一方面「黑洞假說」認為,大多數小紅點顯示出有一個超大質量黑洞存在的跡象。然而,這些黑洞的質量與其緻密的主星系相比,顯得過於巨大。通常情況下,黑洞的質量約為主星系恆星質量的0.1%。但某些小紅點中,黑洞的質量幾乎與整個星系相當。天文學家稱這些黑洞為「過大質量黑洞」,因為它們的存在違反了常見的星系質量比例。還有一個問題是,這些黑洞不像普通黑洞那樣顯示出任何X射線輻射的跡象。即使在能量最高的深空影象中,天文學家也應該能輕鬆觀測到這些黑洞,但仍未發現它們的蹤跡。
所以,這些天體是擁有過多恆星,還是擁有過大質量黑洞但不發射X射線的星系?這仍然是個謎團。目前,天文學家正透過進一步觀測,試圖確定這些天體的性質。如果能觀察到來自黑洞周圍的X射線、無線電波或紅外線,則可以確認黑洞假說。未來的更多觀測資料將揭開這些「小紅點」究竟是擁有超大質量黑洞的星系還是緻密的恆星群,並解開它們在宇宙早期中的角色,幫助我們瞭解宇宙的演化歷史。(編譯/王庭萱)
圖說:星系中心黑洞透過吸收周圍的氣體成長。圖片來源:M. Kornmesser/ESO
資料來源:Phys.org
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