? ?如果告訴你,此刻宇宙深處有一批龐然大物,正在以極端暴力的方式"破繭而出",你信嗎?
? ?更讓人震驚的是,科學(xué)家之前花了幾十年時(shí)間,用全球最頂尖的單目標(biāo)紅外望遠(yuǎn)鏡一顆一顆去搜尋,才好不容易確認(rèn)了大概50顆這類天體,而NASA的SPHEREx太空望遠(yuǎn)鏡,就只通過一次全天巡天掃描,就新發(fā)現(xiàn)了77顆直接把已知的數(shù)量翻了一倍還不止。
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? ?這不是魔法,這是人類望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的一次真正跨越。
? ?宇宙的歷史大約138億年。在大爆炸后約16億至43億年之間,有一段時(shí)期被天文學(xué)家稱為"宇宙正午"——恒星形成和黑洞增長同時(shí)達(dá)到頂峰,整個(gè)宇宙仿佛處于最洶涌的青春期。就在這段歲月里,那77頭"隱藏的怪獸"正在經(jīng)歷它們一生中最劇烈、也最短暫的變身。
? ?兩個(gè)星系互相撞擊,氣體被使勁拋進(jìn)核心區(qū)域,點(diǎn)燃大規(guī)模的恒星誕生浪潮,與此同時(shí)也給中央那頭睡著的超大質(zhì)量黑洞送去了它最想要的食物,黑洞貪心的吞吞,越吞越亮,亮到能叫做類星體,可這一切都被厚厚的塵埃繭包著,光學(xué)望遠(yuǎn)鏡基本上完全抓不住,就好像透過一床厚棉被看熾熱的火焰。
? ?研究團(tuán)隊(duì)在把塵埃消光校正之后發(fā)現(xiàn),這些類星體的本征光度進(jìn)入到了到目前為止已知的最高那一批里,可是,它們輻射出來的紅外線比預(yù)期的要少這正好就表明,圍繞黑洞的塵埃結(jié)構(gòu)正在被吹散、消耗完。
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? ?所謂的吹散階段(blow-outphase),就是黑洞釋放的強(qiáng)烈反饋已經(jīng)開始將周圍遮蔽物質(zhì)向外橫掃,恰似一頭困獸終于沖破了牢籠。
? ?SPHEREx并非一架普通的望遠(yuǎn)鏡它在2025年3月跟著SpaceX獵鷹9號(hào)火箭發(fā)射升空,在同年弄出了首幅全天紅外巡天圖,用102種紅外波段對整個(gè)天空進(jìn)行掃描,涵蓋超過4.5億個(gè)星系和1億顆恒星。這種廣域掃描的能力,決定了它和傳統(tǒng)逐點(diǎn)追蹤望遠(yuǎn)鏡之間的本質(zhì)不同后者就好像用手電筒一格一格地照亮黑暗,前者則是一下子把整片夜空都照亮。
? ?這次發(fā)現(xiàn)的77顆深度紅化類星體里,有7顆的紅移值超過3,這就表示它們是在大爆炸后不到21億年形成的這可是人類頭一回在這么早的宇宙里確認(rèn)這類天體。研究團(tuán)隊(duì)將這些類星體與另外兩類天體進(jìn)行了對比:一類是"熱塵埃遮蔽星系"(HotDOGs),幾乎完全被塵埃深埋;另一類是"藍(lán)色類星體",塵埃早已清除干凈。深度紅化類星體就在兩者中間,不過它們的光度比較高這在演化序列上支持了先埋后爆的理論圖景
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? ?更值得思考的是,在大概四分之三的樣本里,研究人員探測到一種意外的紫外光過多,至于這道異常的藍(lán)光到底從啥地方來,當(dāng)下還沒有明確的說法,它或許是類星體的光被塵埃邊緣散射而來,又或者是來自宿主星系內(nèi)正在爆發(fā)的恒星形成活動(dòng)。
? ?兩種解釋可不互相排斥,但它們分別指向完全不同的物理圖景,要是后者的話,那就意味著在這段很劇烈的吹散過程中,恒星的誕生和黑洞的擴(kuò)張不是此消彼長的關(guān)系,而是同步爆發(fā)這可給現(xiàn)有星系演化模型帶來了新的挑戰(zhàn)。
? ?當(dāng)然,距離得到最終結(jié)果,77顆樣本還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,就像研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)的那樣,隨著SPHEREx巡天任務(wù)一直進(jìn)行,樣本數(shù)量會(huì)不停變多,只有到了那時(shí)候,才可以精準(zhǔn)判斷這批隱藏怪獸在宇宙演化過程中的數(shù)量密度還有它的歷史定位。
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? ?過去幾十年,天文學(xué)家對于宇宙正午時(shí)期的黑洞增長還挺困惑的,理論預(yù)測的遮蔽增長階段到底有多短、多常見,就因?yàn)闃颖咎伲@個(gè)問題一直沒解決。
? ?現(xiàn)在,SPHEREx一次掃描就打破了這個(gè)僵局,它揭示出來的可不只是77顆新天體,還是一扇能通向宇宙最激烈時(shí)刻的窗口,那些黑洞的破繭之戰(zhàn),可不是發(fā)生在遙遠(yuǎn)的傳說當(dāng)中哈它就寫在幾十億光年外的紅外光譜里,等著咱們?nèi)ソ狻?br/>? ?真正讓人不安的問題也許是:在那一次次劇烈的"吹散"過后,星系與黑洞究竟達(dá)成了怎樣的平衡?又是什么,決定了一個(gè)星系的命運(yùn),是繼續(xù)生長,還是走向沉寂?
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數(shù)據(jù)來源:
【1】馬修·斯蒂普尼等人,《SPHEREx中的隱藏怪物I:宇宙正午時(shí)分重紅移類星體的金礦》,arXiv (2026) 。 DOI:10.48550/arxiv.2605.06791
【2】《嚴(yán)重變紅的quasars被捕捉到經(jīng)歷‘爆破’階段》,2026年5月24日
【3】《SPHEREx使確認(rèn)的強(qiáng)紅移類星體數(shù)量翻倍以上》,2026年5月25日
【4】美國國家航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,《NASA的SPHEREx望遠(yuǎn)鏡完成首個(gè)獨(dú)一無二的宇宙地圖》,2025年12月17日
【5】噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(NASA)《航空航天美國》,《SPHEREx任務(wù):以前所未有的細(xì)節(jié)繪制宇宙》,2025年
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