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標題: 詹姆斯·韋伯望遠鏡在古老宇宙中發現了數百個「小紅點」﹐我們仍然不知道它們是什麼 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2024-9-12 08:06 AM 標題: 詹姆斯·韋伯望遠鏡在古老宇宙中發現了數百個「小紅點」﹐我們仍然不知道它們是什麼

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　　天文學家用美國國家航空航天局最強大的望遠鏡詹姆斯·韋伯太空望遠鏡探索遙遠的宇宙發現了一類星系。當天文學家分析宇宙偏遠地區的第一批韋伯圖像時﹐他們發現了一組前所未有的星系。這些星系大約有數百個被稱為小紅點﹐非常紅﹐結構緊湊﹐只有在大約10億年的宇宙歷史中才能看到。小紅點讓天文學家感到困惑﹐因為它們看起來像不同的天體﹐它們要麼是巨大的重星系﹐要麼是中等大小的星系﹐每個星系的核心都有一個超大質量黑洞。
　　然而﹐有一件事是肯定的。典型的小紅點很小﹐半徑只有銀河系的2%。有些甚至更小。作為一名研究遙遠星系和黑洞的天體物理學家對這些小星系的性質很感興趣。它們的光是由什麼驅動的﹐它們到底是什麼﹖
　　天文學家分析我們的望遠鏡從遙遠星系接收到的光﹐以評估它們的物理特性﹐例如它們包含的恆星數量。我們可以利用它們的光特性來研究小紅點並弄清楚它們是由許多恆星組成的﹐還是內部有黑洞。到達我們望遠鏡的光的波長範圍從長無線電波到高能伽馬射線。天文學家將光分解為不同的頻率並用一張稱為光譜的圖表將其可視化。有時光譜包含發射線﹐這是發生更強烈光發射的頻率範圍。在這種情況下﹐我們可以使用光譜的形狀來預測星系是否存在超大質量黑洞並估計其質量。
　　同樣地研究銀河系的X射線發射可以揭示超大質量黑洞的存在。作為偽裝的終極大師﹐小紅點看起來是不同的天體物理物體﹐這取決於天文學家是否選擇使用X射線﹑發射線或其他東西來研究它們。天文學家迄今為止從小紅點的光譜和發射線收集的信息導致了兩種不同的模型來解釋它們的性質。這些物體要麼是包含數十億顆恆星的極其密集的星系﹐要麼是超大質量黑洞的宿主。
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　　在恆星唯一假說中﹐小紅點包含高達1000億顆恆星。這與銀河系中的恆星數量大致相同﹐銀河系是一個更大的星系。想像一下﹐獨自站在一個巨大的空房間裡。這個廣闊而安靜的空間代表了太陽系附近的宇宙區域﹐恆星稀疏地散佈在那裡。現在﹐想像一下同樣的房間﹐但擠滿了中國的全體人口。這個擁擠的房間就是最密集的小紅點的核心感覺。這些天體可能是整個宇宙中密度最大的恆星環境。天文學家甚至不確定這樣的恆星系統在物理上是否存在。
　　然後是黑洞假說。大多數小紅點都顯示出其中心存在超大質量黑洞的明顯跡象。天文學家可以通過觀察光譜中的大發射線來判斷銀河系中是否存在黑洞﹐這些發射線是由黑洞周圍高速旋轉的氣體產生的。天文學家實際上估計與它們緊湊的宿主星系的大小相比﹐這些黑洞的質量太大了。
　　黑洞的質量通常約為其宿主星系恆星質量的0.1%。但其中一些小紅點擁有一個幾乎與整個星系一樣大的黑洞。天文學家稱這些超大質量黑洞為黑洞﹐因為它們的存在違背了星系中通常觀察到的傳統比例。不過﹐還有另一個問題。與普通黑洞不同﹐小紅點中可能存在的黑洞沒有顯示出任何X射線發射的跡象。即使在天文學家應該能夠輕鬆觀察到這些黑洞的最深﹑最高能的圖像中﹐也沒有它們的蹤跡。
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　　黑洞太大或質量太大的事實可能對我們理解宇宙沒有問題﹐而是宇宙中第一個黑洞是如何誕生的最好跡象。事實上﹐如果有史以來形成的第一個黑洞質量非常大﹐大約是太陽質量的10萬倍﹐理論模型表明﹐它們的黑洞質量與宿主星系質量的比率在形成後很長一段時間內可能會保持較高水平。那麼﹐天文學家如何發現這些在時間開始時發光的小光點的真實性質呢﹖
　　使用韋伯望遠鏡和更強大的X射線望遠鏡進行額外的觀測﹐最終將發現一個天文學家只能歸因於這兩種情況之一的特徵。例如﹐如果天文學家清楚地檢測到X射線或無線電發射或者從黑洞周圍發射的紅外光﹐他們就會知道黑洞假說是正確的。

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