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【导语】詹姆斯·韦伯空间望远镜在观测宇宙早期图像时，发现数百个被称作“红宝石”的神秘小红点，学界认为其或是全新天体类型，或为黑洞恒星混合体。虽已有领先理论，但LRDs仍存诸多谜团。如今，多项研究正逐步揭开其神秘面纱，探索其演化路径与形成之谜。

詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）在回顾过去观测宇宙早期时的图像时，向天文学家展示了一个极为奇特的景象：数百个小红点莫名其妙地点缀在远古宇宙中。它们究竟是什么？过去几个月里，学界逐渐形成共识——这些被称作“红宝石”的斑点是宇宙中一种全新类型的天体。

一位艺术家对黑洞恒星的构想，这是许多天文学家倾向于用来解释小红斑的理论。图片来源：MPIA/HdA

这些斑点因其在JWST图像中紧凑的尺寸以及发射长波“红”光而得名，最初令天文学家困惑不解。因为它们看起来过于致密而不像星系，但发射的光谱类型又不符合黑洞特征。研究人员很快将这些JWST于2022年首次探测到的斑点称为“宇宙破坏者”，因为它们与关于早期宇宙特征的标准观点相悖。

许多科学家认为，小红点（LRDs）是黑洞与恒星之间的混合体：一个活跃的黑洞被包裹在一层炽热、稠密的气体茧中——很像恒星的大气层，当黑洞使其升温时，这些气体就会发光。相比之下，更传统的黑洞不会以同样的方式发光。

即使天文学家对这些神秘点的性质确定了一个领先的理论，他们仍然有很多问题：LRDs 是否只存在于最古老的宇宙中，还是也存在于更近代的宇宙区域？它们随时间如何演化？它们最初又是如何形成的？

在JWST首次观测到LRDs 的3年后，已有约200篇研究手稿在arXiv预印本服务器上发布，其中一些尚未经过同行评审。《自然》汇总了近3个月内发表的几项亮点研究，这些研究正在揭示这一诱人的新天体类别。

最关键的LRD是一个名为“悬崖”的天体，它为黑洞-恒星模型提供了迄今最有力证据。该天体得名于其发射光谱的急剧断裂：在一个显示该天体在某一时刻发出光的波长的图表中，在可见光谱之外，其发出的紫外线辐射几乎为零，但在能量稍低的波长的光中，辐射却突然激增。

“这(zhè)种(zhǒng)急(jí)剧(jù)的(de)转(zhuǎn)变(biàn)不(bù)是(shì)正(zhèng)常(cháng)星(xīng)系(xì)所(suǒ)能(néng)做(zuò)到(dào)的(de)。”德(dé)国(guó)海(hǎi)德(dé)堡(bǎo)马(mǎ)克(kè)斯(sī)·普(pǔ)朗(lǎng)克(kè)天(tiān)文研(yán)究(jiū)所(suǒ)的(de)天(tiān)文学(xué)家(jiā)Anna de Graaff 说(shuō)。他(tā)是(shì)上(shàng)月(yuè)发(fā)表(biǎo)于(yú)《天(tiān)文学(xué)与(yǔ)天(tiān)体(tǐ)物(wù)理(lǐ)学(xué)》上(shàng)的(de)一(yī)篇(piān)论(lùn)文的(de)合(hé)著(zhe)者(zhě)。“而(ér)且(qiě)邻(lín)近(jìn)宇(yǔ)宙(zhòu)中(zhōng)的(de)黑洞看起来也不是那样。所以，这是第一个能够排除大量模型的天体。”因此，论文作者将“悬崖”称为“非凡的红宝石”。

对光辐射峰值的分析表明，该天体一定能量极高，如同黑洞，但也一定被包裹温暖、致密的气体中(zhōng)，类(lèi)似(shì)于(yú)恒(héng)星(xīng)的(de)大(dà)气(qì)层(céng)。研(yán)究(jiū)人(rén)员(yuán)对(duì)该(gāi)天(tiān)体(tǐ)的(de)解(jiě)释(shì)与(yǔ)今(jīn)年(nián)早(zǎo)些(xiē)时(shí)候(hou)描(miáo)述(shù)的(de)一(yī)个(gè)被(bèi)气(qì)体(tǐ)包(bāo)裹(guǒ)的(de)黑(hēi)洞(dòng)模(mó)型(xíng)相(xiāng)吻(wěn)合(hé)，于(yú)是(shì)，黑(hēi)洞(dòng)恒(héng)星(xīng)诞(dàn)生(shēng)了。

除了确定LRDs是什么，天文学家还对它们如何演化感到好奇。一些人认为，这些红宝石可能会成为星系的中心。德国汉堡大学的天文学家Jan-Torge Schindler 表示，他们上月发表在《自然-天文学》上论文中重点研究的那个LRD被8个邻近星系所环绕，并且嵌入在一个特别巨大的暗物质团块中。暗物质这种不可见的实体将星系群束缚在一起。如此巨大的暗物质晕通常包含类星体，即某些星系中心极其明亮的核。

还有两项研究进一步通过一些极端例子来探究LRDs：一些最近的和最远的观测。在7月份发布的一篇预印本中，天文学家描述了距离地球10亿光年左右的3个LRDs。这比大多数距离地球约120亿光年至130亿光年的LRDs更接近我们所在的宇宙区域。距离地球相对较近的天体不像遥远的天体那样能被观测到。因此，这一发现暗示，这些斑点不仅是宇宙早期状态的“居民”，甚至可能出现在一个更成熟的宇宙(zhòu)中。

与此同时，美国得克萨斯大学奥斯汀分校的天文学家Anthony Taylor 和同事则为那些邻近的斑点找到了完美的补充。他们在8月发表于《天体物理学杂志快报》上的一篇论文中描述的LRD尤其遥远，这意味着天文学家研究该天体时，实际上是回溯到大爆炸后5亿年的时期。

Taylor希望通过凝视远古宇宙，能进一步理解这些系统究竟是如何形成的。凭借未来的观测，他期望看到天文学家将如何继续拼凑这个宇宙谜题。