詹姆斯韦布空间千里镜愚弄多项探访数据不雅测到的小红点（ LRDs ）图像。图片开始：好意思国国航空局、欧洲局、加拿大局、天外千里镜科学商讨所、戴尔科切夫斯基（科尔比学院）

詹姆 斯韦伯天外千里镜（ JWST ）旨在回溯往时，商讨天地大爆炸后不久就已存在的星系。通过这么作念，科学们但愿好地了解天地是若何从早的天地学时刻演化到咫尺的。当韦伯次将其的光学招引和仪器瞄准早期天地时，它发现了类新的天体物理对象：被称为小红点（ LRDs ）的亮堂红天体。初，天体裁假定它们可能是宽阔的恒星形成区域，但这与已有的天地学模子不符。

内容上，这些模子预计，在大爆炸后不到十亿年的时辰里，大质料星系不行能形成。这促使东谈主们建议种表面：它们可能是类星体 —— 即由大质料黑洞（ SMBHs ）驱动 的星系亮堂中心区域。这也对已有的模子建议了挑战，因为此前的表面以为大质料黑洞也莫得饱和时辰形成。近期篇由哈佛大学的天体裁团队发表的论文标明， LRDs 的谜团不错通过将其识别为正在吸积物资的平直坍缩黑洞（ DCBHs ）来确认。

这项商讨由法比奥帕库奇四平预应力无粘结钢绞线，他是哈佛大学哈佛史密森天体物理中心（ CfA ）和黑洞倡议（ BHI ）的在任天体物理学。参与商讨的还挑升大利比萨等师范学院的天地学耕种安德里亚费拉拉，以及科尔比学院的物理学与天体裁耕种戴尔 D 科切夫斯基。详备发达他们商讨效劳的论文《小红点是平直坍缩黑 洞》近期已在线发表，咫尺正在领受《当然》期刊的发表评审。

艺术笔下快速旋转的大质料黑洞偏激吸积盘的念念象图。图片开始：欧洲南天文台（ ESO ）欧洲局（ ESA ）哈勃天外千里镜 M. 科尔梅塞尔

他们的商讨基于放射流体能源学（ RHD ）模拟，这些模拟旨在建模平直坍缩黑洞（ DCBHs ）的放射特 —— 这类黑洞由寒气 体云平直 形成。这与传统模子不同，传统模子预计黑洞是由大质料恒星坍缩形成的。这些大质料恒星属于表面上的三星族星，是天地中的批恒星，由氢和氦构成，险些不含重元素（如金属）。

它们体积宽阔，温度 且亮度强，与晚形成的恒星比拟寿命相等霎时，其主序星阶段仅握续约 200 万至 500 万年。跟着时辰移，这些黑洞泄漏过星系并等机制与其他黑洞并，形成大质料黑洞（ MBHs ）。然则，这流程需要数十亿年才调完成，而非在大爆炸与这些星系出现之间的短短数亿年时辰内。

正如 帕库奇通过 电子邮件向《当天天地》确认的那样四平预应力无粘结钢绞线，这等于范例模子与当代不雅测效劳产生冲突的地。

这种流程在附进天地中运行直爽，但要确认那些在天地仅数亿年历史时就出现的大质料黑洞（偶然质料过太阳的 10 亿倍）却变得相等繁难。简便来说，按照旧例的增长速 率，恒星黑洞似乎莫得饱和时辰成长到数百万或数十亿倍太阳质料，这在表面与不雅测之间形成了矛盾。这个历久存在的问题恰是 DCBH 表面施展作用的地：这些黑洞并非从微小运行，而是天生就具有大质料，提供了个绕过上述时辰瓶颈的当然捷径。

比拟之下，钢绞线表面以为平直坍缩黑洞（ DCBHs ）并非由三族恒星的种子形成，而是在早期天地中平直从氢云坍缩而成。它们初被建议是为了处分天地学范例模子与韦布千里镜不雅测到的红移天体（ LRDs ）之间的相反。在他们的论文中， 帕库奇 偏激共事测试了正在从周围环境中积吸积物资的平直坍缩黑洞若何能 重现韦布千里镜在早期天地中不雅测到的景色。

这幅艺术念念象图形色了颗类太阳恒星王人集个快速旋转的大质料黑洞（ SMBH ）的场景。图片开始：欧洲南天文台（ ESO ）欧洲局（ ESA ）哈勃空间千里镜 M. 科尔梅塞

咱们的放射流体能源学模拟同期跟踪气体是若何落入黑洞的，以及它产生的放射若何影响周围环境， 帕库奇 说，这种互相作用当然会形成个其直爽的环境，该环境会招揽能放射，并将其再行转动为紫外和可见光，这些光在红移成红外线后会被詹姆斯韦布空间千里镜（ JWST ）不雅测到。当咱们把这些模拟调理为模拟不雅测效劳时，它们 与 JWST 对 ‘ 小红点 ’ 的不雅测数据相等吻，这标明 ‘ 小红点 ’ 的特不错用天地早期已知的物理流程来确认。

他们发现，他们的模拟重现了低光度类星体（ LRDs ）的具体特征，包括其微弱的 X 射线放射、金属和电离谱线的存在、恒星形成特征的缺失、它们的数目品貌和红移演化，以及它们由放射压驱动的历久可变阶段。相同，黑洞周围密集气体云的存在也确认了它们其直爽的质，以及为什么相干于任何恒星要素而言，它们看起来质料过大。 帕库奇 说：

统统 LRD 令东谈主困惑的特都能在个单、自洽的框架内得到确认，需任何特设假定。咱们的模子之所 甚终点强劲，在于其纯粹 —— 它设置在数十年的表面商讨基础之上，这些商讨揭示了平直坍缩黑洞在天地时辰圭臬上的形成与演化流程。 JWST 的主要科学主见之是识别批黑洞并揭示它们的形成机制。 天体裁数十年来直在寻找这些原始天体，但平直把柄长久难以得回。咱们的商讨效劳标明， JWST 粗略不雅测到这历久寻找的阶段：即大质料黑洞种子通过平直坍缩形成和成长的流程。这将是项紧要冲突，标明早的黑洞形成率且时辰早，而 JWST 终于为不雅测它们的出身开了平直窗口。 （注： LRD 为原文缩写，未伸开确认故保留； JWST 指 詹姆 斯韦伯天外千里镜）

几十年来，天体裁直在寻找这些原始天体，但平直把柄直难以寻觅。咱们的商讨效劳标明，詹姆斯韦布空间千里镜（ JWST ）正 见证着 东谈主们历久以来苦苦追寻的这阶段：大质料黑洞种子通过平直坍缩形成并增长。这将是项紧要冲突，标明早的黑洞且早期就已形成，也标明詹姆斯韦布空间千里镜终于为咱们开了平直不雅测黑洞出身的窗口。

通过作念出挑战粗拙领受的天地学模子的发现，韦伯千里镜精准地完成了它被缱绻的责任。固然低红移类星体初是个让天体裁和天地学困惑的谜团，但平直坍缩黑洞（ DCBH ）气象此 后已得到实考据实，为天地历史上早的时刻之提供了至关垂危的主张。

BY: Matthew Williams

FY: AI四平预应力无粘结钢绞线