詹姆斯·韦伯望远镜在古代宇宙中发现了数百个“小红点”。我们仍然不知道它们是什么。

这些小星系要么挤满了恒星，要么拥有巨大的黑洞。天文学家收集的数据仍然让他们感到困惑。

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天文学家利用美国宇航局最强大的望远镜詹姆斯·韦伯太空望远镜探索遥远的宇宙，他们发现了一类星系，即使是模仿能力最强的生物也会面临挑战——比如模仿章鱼。这种生物可以模仿其他海洋动物来躲避掠食者。必须是比目鱼吗？没问题。海蛇？简单的。

当天文学家分析宇宙遥远部分的第一批韦伯图像时，他们发现了一组前所未见的星系。这些星系——大约有数百个，被称为小红点——非常红色且致密，只有在大约10亿年的宇宙历史中才能看到。就像模仿章鱼一样，小红点让天文学家感到困惑，因为它们看起来像不同的天体物理物体。它们要么是巨大的重星系，要么是中等大小的星系，每个星系的核心都包含一个超大质量黑洞。

然而，有一件事是确定的。典型的小红点很小，半径只有银河系半径的2%。 有些甚至更小。

作为一名研究遥远星系和黑洞的天体物理学家，我对了解这些小星系的本质很感兴趣。它们的光的动力是什么？它们到底是什么？

模仿大赛

天文学家分析我们的望远镜从遥远星系接收到的光，以评估它们的物理特性，例如它们包含的恒星数量。我们可以利用它们的光的特性来研究小红点，并弄清楚它们是否由许多恒星组成，或者它们内部是否有黑洞。

到达我们望远镜的光的波长范围从长无线电波到高能伽马射线。天文学家将光分解成不同的频率，并用图表（称为光谱）将它们可视化。

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有时，光谱包含发射线，这是发生更强光发射的频率范围。在这种情况下，我们可以使用光谱的形状来预测星系是否拥有超大质量黑洞并估计其质量。

同样，研究银河系的X射线发射可以揭示超大质量黑洞的存在。

作为终极伪装大师，小红点以不同的天体物理物体的形式出现，具体取决于天文学家是否选择使用X射线、发射线或其他方式来研究它们。

迄今为止，天文学家从小红点的光谱和发射线收集到的信息导致了两种不同的模型来解释它们的性质。这些物体要么是包含数十亿颗恒星的极其密集的星系，要么是拥有超大质量黑洞的星系。

两个假设

在仅有恒星的假设中，小红点包含大量恒星——多达1000亿颗恒星。这与银河系（一个更大的星系）中的恒星数量大致相同。

想象一下独自站在一个巨大而空荡荡的房间里。这个广阔而安静的空间代表了太阳系附近的宇宙区域，那里恒星稀疏。现在，想象一下同一个房间，但挤满了全中国的人口。

这个拥挤的房间就是最密集的小红点的核心感觉。这些天体物理物体可能是整个宇宙中最密集的恒星环境。天文学家甚至不确定这样的恒星系统是否实际存在。

然后，就有了黑洞假说。大多数小红点显示出其中心存在超大质量黑洞的明显迹象。天文学家可以通过观察光谱中的大发射线来判断星系中是否存在黑洞，这些发射线是由黑洞周围高速旋转的气体产生的。

天文学家实际上估计，与它们致密的宿主星系的大小相比，这些黑洞质量太大。

黑洞的质量通常约为其宿主星系恒星质量的 0.1%。但其中一些小红点拥有一个几乎与整个星系一样大的黑洞。天文学家称这些为超大质量黑洞，因为它们的存在违背了通常在星系中观察到的传统比例。

不过，还有另一个问题。与普通黑洞不同，小红点中可能存在的黑洞不显示任何 X 射线发射的迹象。即使在天文学家应该能够轻松观察到这些黑洞的最深的高能图像中，也没有它们的踪迹。

解决方案很少，但希望很多

黑洞太大或质量过大的事实可能不是我们理解宇宙的问题，而是宇宙中第一个黑洞如何诞生的最佳指示。事实上，如果最初形成的黑洞质量非常大——大约太阳质量的100,000倍——理论模型表明它们的黑洞质量与宿主星系质量的比率形成后可以长时间保持高位。

那么天文学家如何才能发现这些在时间之初闪耀的小光点的真正本质呢？就像我们的伪装大师章鱼一样，秘密就在于观察它们的行为。

使用韦伯望远镜和更强大的X射线望远镜进行额外的观测最终将发现天文学家只能将其归因于这两种情况之一的特征。

例如，如果天文学家清楚地检测到X射线或射电发射，或者从黑洞可能所在的位置发射的红外光，他们就会知道黑洞假说是正确的。

就像我们的海洋朋友假装成海星一样，最终它会移动它的触手并显露出它的真实本性。

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