新闻记者 李碗容

2月5日，《Nature Astronomy》（《自然·天文学》）期刊在线发表了华中科技大学物理学院天文系吴庆文教授团队题为“Composite spectrum of Little Red Dots from a standard inner disk and an unstable outer disk”的研究论文，该论文揭秘宇宙“小红点”起源，早期黑洞谜题迎来重要突破。博士生张辰轩为第一作者，吴庆文教授为通讯作者，华中科技大学张华年副教授、北京大学何子山教授和吕兵博士、浙江大学曹新伍教授和吴建成博士、中国科学院高能所王建民研究员、武汉大学范霄博士参与相关工作，其中吕兵、吴建成和范霄均为课题组毕业博士生。

詹姆斯·韦布空间望远镜（James Webb Space Telescope）是目前人类最强大的空间天文望远镜，其最重要的科学目标就是捕捉宇宙黎明时期形成的第一代恒星和第一代星系发出的微弱光线，从而窥探宇宙演化历史。近日，詹姆斯·韦布空间望远镜发现了一批被天文学家昵称为“小红点”的神秘天体，这一发现引发了国际天文学界的广泛关注和讨论。这类“小红点”天体具有一系列令人费解的特征：数量众多、结构致密、颜色极红、黑洞巨大。此外，这类天体在宇宙大爆炸后数亿年出现，十几亿年后又神秘消失。这些特征对现有星系和黑洞理论提出了严峻挑战。

詹姆斯韦布望远镜观测到的小红点星系

小红点星系极其致密，比普通星系小上千倍。类星体和小红点可能都是超大质量黑洞活动引起，但类星体较蓝而小红点极端偏红。

华中科技大学吴庆文教授团队提出了解释小红点的全新物理机制。该团队发现黑洞吸积盘外区是引力不稳定的，气体在湍流作用下加热，温度约为2000-4000度，正好辐射在近红外到光学波段，这可以非常自然地解释为什么这些星系看起来如此之“红”，而无需借助大量尘埃的“红化”效应。黑洞吸积盘内区温度可达上万度，辐射在光学到紫外波段。内盘和外盘一起形成了一个完美的“V”型能谱结构，与观测几乎完全一致。

这一理论不仅为理解“小红点”的神秘特性提供了自洽且优美的物理解释，也为人类认识宇宙极早期星系与黑洞演化提供了全新物理图像。

黑洞吸积内盘温度上万度，一般辐射在光学到紫外波段（类星体较蓝的原因），外部准稳态吸积盘温度在2000-4000度，辐射在近红外到光学波段（小红点极红的原因）。

数十亿年后星系逐渐长大，星系不再致密，核区极端环境中恒星死亡产生大量尘埃，逐渐覆盖了原黑洞外盘，就完成了小红点到普通星系的过渡。

本文研究工作主要得到国家自然科学基金重点项目（NSFC：12533005，12233007）以及中国载人航天工程-空间站巡天望远镜项目支持。