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在宇宙的黄金时代,星系之间的惨烈碰撞频繁发生。当两个巨大的星系迎头相撞,庞大的气

在宇宙的黄金时代,星系之间的惨烈碰撞频繁发生。当两个巨大的星系迎头相撞,庞大的气体云会排山倒海般涌向中心,在点燃无数新恒星的同时,也喂饱了潜伏在星系中央的超大质量黑洞。

这个疯狂进食的黑洞会释放出惊人的光芒,成为宇宙中最明亮的“类星体”。但剧烈的碰撞同样会将大量星际气体与尘埃推向中心,形成一个厚重的尘埃茧,将这个吞噬一切的巨兽死死捂在其中。这些被厚重尘埃包裹的黑洞,在天文学中被称为“极度红化类星体”。

由于尘埃的遮挡,光学望远镜几乎完全无法察觉它们的存在。天文学家过去想要寻找它们,必须使用单目标红外望远镜在浩瀚星空中逐个搜寻,每次只能对准一个天区观测,效率极低,迄今仅仅确认了大约 50 个。样本的匮乏,让这层神秘外衣下的真相一直无法被看清。

这一次,天文学家打破了僵局。智利“天体物理及相关技术卓越中心”的研究员 Matthew Stepney 带领团队,利用 NASA 的 SPHEREx 空间望远镜发射回的红外光谱数据,在宇宙年龄为 16 亿至 43 亿年的早期宇宙中,一口气抓到了 77 个此前从未被发现的极度红化类星体。

其中有 7 个位于红移 3 以上,也就是大爆炸发生后的前 21 亿年内,这是人类首次在该红移范围内确认极度红化类星体的存在。

为了弄清这些隐形巨兽的真实状态,研究团队将它们与另外两类天体进行了对比。一类是完全被温热尘埃深埋的“热尘埃遮蔽星系”,它们埋得最深,辐射几乎全部来自被黑洞加热的尘埃;另一类则是视线方向的尘埃已被清除、黑洞直接可见的“蓝色类星体”,但它们周围仍保有在红外波段发光的尘埃环结构。

理论上,极度红化类星体介于这两者之间,应该拥有中等分量的尘埃。然而光谱分析得出了出人意料的结果:这 77 个红化类星体内部的热尘埃含量,甚至比蓝色类星体还要稀少。

在剥离了尘埃造成的遮挡效应后,这批红化类星体展现出了宇宙中最顶级的绝对亮度。极高的亮度与极度匮乏的尘埃储备放在一起,提示了一个合理的物理图景:这些类星体可能正处于“吹出阶段”。

这是星系演化中最暴烈的瞬间。黑洞进食时释放的强烈辐射驱动着高速外流,正从内向外疯狂撕扯、吹散包裹在星系核心的尘埃茧。

观测数据同时显示,这批天体中有接近四分之三呈现出反常的紫外线超额辐射。这些紫外线或许是类星体的光芒在尘埃茧边缘散射后漏了出来,但宿主星系内部的恒星形成活动也可能贡献了这部分辐射,在某些天体中甚至占了主导。如果后者成立,黑洞的吹散阶段和星系的恒星形成活动就在同一时刻发生,两件事之间的关联比此前认为的更紧密。

这一发现为星系演化的“过渡阶段”假说提供了迄今最有力的观测支持。从 50 个到 127 个,对于一个理论预言了几十年、观测样本却始终凑不够的领域来说,一次性翻倍意味着统计窗口终于打开了。

藏在尘埃里的黑洞正在被系统性地挖出来,而它们恰好被抓拍到了一生中最暴烈的那几秒钟。

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图为红蓝类星体的艺术想象图,图源:S. Munro

信源:Karantha, Shreejaya. "Heavily reddened quasars caught going through a 'blow-out' phase." Phys.org, edited by Sadie Harley, 24 May 2026