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在這里,聽見中國走向世界的號(hào)角求抱抱
你聽過類星體,可聽過“類星”?這倆名字只差一個(gè)字,卻是完全不同的天體。直到韋伯望遠(yuǎn)鏡拍到一批神秘小紅點(diǎn),這個(gè)沉寂十幾年的宇宙假說,終于有了被驗(yàn)證的可能。
現(xiàn)在的宇宙里,超大質(zhì)量黑洞隨處可見。銀河系中心就藏著一個(gè) 400 多萬倍太陽質(zhì)量的超級(jí)黑洞,有些星系中心的黑洞,質(zhì)量甚至能達(dá)到幾十億倍太陽。
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但這里藏著一個(gè)百年未解的難題:黑洞的源頭是恒星坍縮的恒星級(jí)黑洞,可恒星級(jí)黑洞要長成幾十億倍的超大質(zhì)量黑洞,光靠 "吃" 周圍的物質(zhì)根本不夠。
黑洞 "吃" 太猛的時(shí)候,釋放的輻射會(huì)把周圍的食物全都吹跑,這就是愛丁頓極限。沒有足夠的原料,恒星級(jí)黑洞怎么在宇宙早期快速長成龐然大物?
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科學(xué)家最先猜想,宇宙初代恒星會(huì)不會(huì)特別大?宇宙剛誕生時(shí),只有氫和氦兩種元素,形成的恒星質(zhì)量能輕松超過太陽幾百倍,但這個(gè)個(gè)頭還是太小,照樣突破不了愛丁頓極限的束縛。
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后來又有了更大膽的設(shè)想:如果氣體云沒有碎裂成很多小恒星,而是直接一整團(tuán)坍縮,會(huì)怎么樣?在極端環(huán)境下,比如周圍強(qiáng)烈紫外線破壞了分子氫,氣體冷卻能力下降,整團(tuán)氣體云會(huì)直接坍縮成幾萬甚至幾十萬倍太陽質(zhì)量的超大質(zhì)量恒星。
這種恒星沒法像普通恒星那樣靠內(nèi)部壓力對(duì)抗重力,會(huì)直接坍縮成黑洞。但詭異的是,部分超大質(zhì)量恒星的外層可能完整保留,形成一種內(nèi)部是黑洞、外表看起來像恒星的天體——這就是類星。
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類星不靠核聚變釋放能量,而是靠中心黑洞 "進(jìn)食" 的能量對(duì)抗重力,能穩(wěn)定存在。但它的壽命極短,只有幾百萬到幾千萬年,最多不超過 1 億年,所以人類之前從沒發(fā)現(xiàn)過它的蹤跡,僅停留在理論層面。
2023 年,韋伯望遠(yuǎn)鏡拍到了一批神秘天體,它們顏色深紅、形狀緊湊,光譜既不符合星系特征,也和類星體完全不同,屬于全新的天體類型。
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這些小紅點(diǎn)半徑不到 300 光年,差不多相當(dāng)于一個(gè)普通球狀星團(tuán),但亮度驚人,幾乎和爆發(fā)中的超新星相當(dāng),是太陽的上百億倍。通過紅移計(jì)算,它們距離地球超過 200 億光年,我們看到的是 100 多億年前的模樣,當(dāng)時(shí)宇宙的年齡還不到 20 億歲。
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而現(xiàn)在,類星的理論剛好能契合這些小紅點(diǎn)的所有特征:亮度高、表面溫度低、壽命短,而且剛好出現(xiàn)在宇宙早期的特定時(shí)段。
當(dāng)然,目前還不能斷定這些小紅點(diǎn)就是類星,畢竟沒有直接證據(jù)。但如果能證實(shí)類星的存在,就能解開超大質(zhì)量黑洞的起源之謎,為我們打開一扇全新的宇宙觀測(cè)窗口。
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宇宙還有太多的秘密等著我們揭開,每一次深空觀測(cè)的突破,都能讓我們對(duì)宇宙的認(rèn)知向前邁一步。
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