全新天体“黑洞星”被发现 中心还藏着…

　　8月12日，麻省理工学院等机构组成的国际天体文学团队在《自然》发表研究，他们利用詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）安置到一个前所未有的天体物理源头。

　　它看起来像一个巨大的宇宙，精密地被快速致密的气体团，整体测量仪记录了一个天文单位，与太阳系相当；但为整个系统提供能量的，是隐藏在中心、正在吸积物质的真空。

　　研究团队将这类天体称为“黑洞星”（黑洞星），这次研究的对象被命名为“MoM-BH*-1”。它位于红移约7.76的早期宇宙，其光在大爆炸约6.6亿年后发布，经过约130亿年才刚刚今天的地球。论文认为，MoM-BH*-1很可能代表早期黑洞快速演化时的一个特殊阶段。论文作者第一Rohan Naidu估计称，其中心黑洞质量约为太阳的10万倍，外围则存在一个太阳系测量的巨大气体包层。

　　有趣的是，心脏研究团队并没有在寻找“黑洞星”。

　　他们确切揭晓了一个名为“海市蜃楼还是奇迹”（海市蜃楼还是奇迹，简称MoM）的JWST巡天项目，希望寻找宇宙中时间率先的胎儿细胞。在浏览JWST拍摄的深空图像时，一个异常明亮、颜色极红的小光点进入了他们的视野。同时，研究人员利用JWST的NIRSpec近红外光谱仪对其进行了进一步的分析。

　　当天文学家看到红色的遥远天体时，通常会首先考虑尘埃，因为尘埃会吸收波长注意力的光，使最终传到望远镜中的光整体偏红。但MoM-BH*-1的光谱并不符合这种常见解释。

　　其中最显着的眼部特征，是一个异常强烈的“巴耳末断裂”（Balmerbreak）。简单来说，当光穿过特定状态下的泡沫时，某个波长附近的辐射会被大量吸收，于是光谱上会出现那样陡峭的“断崖”。这种现象常见于大气和高度群，看上去又把答案指向了同样的现象。

　　问题提出，MoM-BH*-1 的巴耳末断裂强得有些反常。论文测得，其强度约为 7.7，而典型无尘埃理论群理论的上限约为 3；从而假设整个音乐群几乎都由具有强巴耳末断裂的 A 型构成，也很难达到这个水平。所以它也不是重构。

　　就在这个阶段，研究人员发现，它的光谱中还出现了宽阔的氢发射线和深度吸收线等特征，其中一些又指向正在活跃吸积物质的吸气。于是，一个更特殊的结构浮现出来：这个天体既需要有类似吸积大气的致密气体，又需要一个足够强大的吸积物质作为能量来源。

　　进一步建模后，研究人员发现，这两个肤色矛盾的特征可以由同一种结构解释：中心是一个正在吞噬物质的呼吸，周围则包裹着密度极高、激动的运动且几乎没有埃的呼吸。模型给出的气体包层测量约为10—100天文单位；作为比较，地球到太阳的平均距离为1个天文单位。

　　这也是研究将称为“吸积星”的原因。普通概念依靠核心的核聚变供能，能量逐渐向外传递，最终从吸积灵魂中释放；在吸积星中，中央的“起始”成了吸积黑洞。物质落向负责时释放出巨大的能量，产生的辐射又被外围致密气体进而吸收、照射并重新释放。于是，周边看，整个系统就像从黑洞的：黑洞提供能量，包围在外部的气体发挥了类似“光球层”则其作用。

　　这也解释了它的惊人的蜡烛。麻省理工学院团队指出，其能量输出显然超出了已知的依靠核聚变所能达到的范围，但却符合活性吸积物质时能够释放的能量蜡烛。

　图丨JWST拍摄的深空图像及局部放大图（来源：研究团队/MIT）

　　JWST 的“小红点”谜题，开始有了答案

　　值得一提的是，MoM-BH*-1 的发现还顺便帮忙解开了 JWST 升空后精彩的谜题：那些遍布早期宇宙的小红点（小红点）到底是什么？

　　2022年JWST开始投入科学观测后，天文学家很快发现湿度没有见过的密集红色天体。它们在望远镜照片中只是微小的红点，真实亮度却相当高，而且具有一种奇怪的时间分布：大约在大爆炸后6亿年大量出现，在约15亿年数量迅速骤降，今天的宇宙中之后几乎无法对应直接的天体。

　　最初主要解释的集中在两类可能性：它们可能形成充满尘埃、高度活跃的年轻血液，也可能包含正在剧烈吸积物质的黑洞。随着JWST光谱数据不断增加，后一解释得到了越来越多的支持。NASA在2025年公布的一项大样本研究中发现，约70%接受光谱采集的小红点存在高速运动气体等活动特征明确。2026年1月发表在《Nature》上的另一项研究进一步提出，其中许多天体可能是被致密电离气体包裹的年轻超大质量黑洞。

　　今年6月，JWST又对一个名为GLIMPSE-17775的小红点获得了最详细的光谱，识别出40多条谱线。氢、氧、氦以及大量铁谱线共同指向一个被炽热致密气体包裹、快速吸积的黑洞，NASA当时已将其称为支持“黑洞星”模型的最强证据之一。

　　MoM-BH*-1提供了另一个关键证据：由于它太亮了，毁灭中心黑洞及其气体包层几乎达到了周围窒息的光，因此因此获得了一个相对“干净”的黑洞星光谱，更清晰地观察矩阵结构本身。

　　研究团队还发现，MoM-BH*-1附近另一个更明亮的轮廓，两者可能在约1亿年后出现。音乐家，当研究人员把两者的光谱增强起来，得到的整体特征与典型的“小红点”高度相似。由此他们出现了一种可能：许多小红点实际上是“黑洞星+年轻可见”的组合，钻孔负责红外和可见光部分的主要辐射，年轻的座则贡献了波长的光。

(NASA)

　　黑洞究竟有几亿年里大？

　　除了揭开神秘的“小红点”，吸星还为另一个长期困扰天文学家的问题提供了新的线索：早期宇宙中的超大质量短质量吸星，到底是怎么在这么长的时间里长出来的？

　　天文学家已经在大爆炸后不到7亿年的宇宙中，发现了质量接近太阳10亿倍的黑洞。常规的成长速度，短短几亿年很难达到这样的规模。无论这些黑洞最初来自于大质量死亡后的残骸，还是由大质量气体云直接坍缩形成，都需要按照早期经历非常快速的生长。

　　问题真空，吸积物质的速度本身受到限制。 吸积得越快，吸积过程释放出的辐射强度较强；当外界的辐射压力论证抵抗吸气时，周围气体便难以继续落向吸积。这种临界状态被称为“爱丁顿极限”，可以理解为吸积“吸积物质”的速度自然上限。

　　MoM-BH*-1出的致密气体包层，提供了一种可能突破这道限制的环境展现。吸气被严重致密的气体包裹后，大量辐射可能被困在内部，难以及时向外逃逸并推开正在落入的物质。这样一来，吸气尖端进入“超爱丁顿吸积”状态，在一段时间内以超过常规上限的速度快速增加质量。

（来源：Arxiv）

　　论文认为，MoM-BH*-1可能正在经历这样的高速成长，也可能刚刚结束一次超爱丁顿吸积，外围仍保留着前面包裹黑洞的致密气体。换句话说，天文学家看到的，可能是一个年轻黑洞快速长大的阶段。

　　目前还不能据此认定所有的小红点都是形成黑洞星，也无法仅凭MoM-BH*-1确定的超大质量黑洞的路线。但它至少提供了一个原来缺少的仿真样本：年轻黑洞可能在一个近乎乎般的突发气体包层中快速生长。如果JWST看到的大量小红点都经历过阶段，那么“黑洞星”可能不是罕见的异类，而是早期的大规模黑洞成长过程中相当罕见的一环。