有史以來最遙遠的黑洞物體有助於解開韋伯「紅點」之謎
迄今為止發現的最遙遠的黑洞恆星，在大爆炸後不到 6.6 億年的時間裡被觀測到，它為詹姆斯·韋伯太空望遠鏡捕捉到的早期宇宙圖像中出現的有趣“紅點”的起源提供了重要線索。
人們越來越一致認為，這些於 2022 年首次發現的奇特物體相當於正在形成的超大質量黑洞，周圍環繞著巨大的氣體雲，這些氣體雲的光譜類似於紅巨星等冷、微紅色恆星的光譜。最近的觀測表明，其中一些物體是在年輕星系的中心發現的，這些星系的光已經傳播了大約 120 億年才到達我們這裡。由於距離較遠且光度較低，這些黑洞恆星發出的光很難與宿主星系的光分開，特別是當存在一個可能太微弱而無法被詹姆斯韋伯探測到的星系時。
然而，透過詹姆斯韋伯計畫（稱為幻影或奇蹟（MoM）調查）發現的一顆新發現的黑洞恆星，正在充當關鍵的缺失環節。
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奧地利科學技術研究所、MoM 研究人員之一的喬里特·馬蒂 (Jorryt Matthee) 表示：「海市蜃樓或奇蹟搜索的目的是關注被認為『有風險』的來源，這些來源可能是非凡的發現，也可能只是侵入性天體，例如附近類似遙遠星系的冷恆星。」該研究特別關注似乎是高紅移星系的目標（接近 10 億年或更多）。
這次巡天發現的這顆黑洞星被命名為MoM-BH*-1，代表了迄今為止「裸黑洞星」的最佳例子。這意味著天文學家堅信它孤立地存在於太空中，而不是嵌入正在發展的星系中。它的所有光都是由物質吸積到雲中央黑洞產生的。雖然這種吸積由於氣體雲的遮蔽而不可見，但產生的光從內部為周圍的雲提供能量，使其以類似於太陽輻射其外層的能量的方式發光。
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夏威夷大學的羅漢·奈杜 (Rohan Naidu) 說：「我們檢測到的光譜是氣體殼為早期形成的黑洞提供燃料的最佳證據。」他是識別 MoM-BH*-1 的團隊負責人，也是 MoM 研究的聯合負責人。
有趣的是，MoM-BH*-1位於一個具有相同紅移的年輕星系附近，預測顯示黑洞星還需要一億年才能與這個星系碰撞並合併。 Naidu 和 Matthee 的團隊模擬了星系與 MoM-BH*-1 合併後的光譜，發現它與星系內已知的紅點非常相似。
另見
MoM-BH*-1 的發現如何幫助理解原始類星體
「將黑洞星視為紅點黑洞成分的模型有助於澄清有關它們的許多不確定性，」馬蒂說。 “如果嵌入類似的宿主星系中，像 MoM-BH*-1 這樣的黑洞恆星確實可以充當胚胎類星體的中央引擎。”
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因此，MoM-BH*-1 提供了強有力的證據，證明包含紅點的微弱星系的中心物體是一顆黑洞星。最近對一些紅移較低的紅點的觀測表明，黑洞周圍的氣體雲開始消散，暴露了黑洞和氣體吸積產生的X射線。這些黑洞表現出加速生長，而這些活躍黑洞周圍的環境變得高度發光，導致類星體的形成。
奈杜說：“天文學家從來不缺乏想像力：自從發現類星體以來，就不乏解釋這些黑洞如何如此大規模和快速增長的理論。” “早期宇宙一定發生過一些壯觀的事情。現在，有了詹姆斯·韋伯，我們可以直接觀察這個時代，看看到底發生了哪些場景。”
Understanding the formation of supermassive black holes and whether they predate the galaxies that surround them was one of James Webb’s primary scientific goals before its launch.在這方面，望遠鏡非常成功。 Although the red dots were discovered just four years ago, research into them and black hole stars is accelerating, with new discoveries emerging almost weekly.
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「這是令人難以置信的激動人心的時刻，在過去的兩到三年裡，有近千篇關於紅點的文章和預印本，」馬蒂說。 “這絕不是海市蜃樓，這很可能是一個宇宙奇蹟。”
