还记得那些美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜在2022年开始发现的神秘“小红点”(LRDs)吗?事实证明,它们可能并不像我们想象的那么神秘——或者那么孤独。一项新的研究表明,这些致密、极远的红色源可能在其华丽的外表下隐藏着整个星系。

自从被发现以来,天文学家们一直在争论LRD到底是什么。一个主要的理论是,它们是超大质量黑洞,特别是活动星系核(AGN)。但这些点并不像我们在附近看到的AGN那样表现。它们在高红移处很常见,但在较低红移处数量急剧下降,这引发了一个问题:随着宇宙的老化,它们会变成什么?

由亚利桑那大学斯图尔德天文台的皮耶路易吉·里纳尔迪(现就职于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所)领导的一个团队可能找到了线索。他们的研究于7月29日发表在《天体物理学杂志》上,表明LRD可能不是一个独立的星系群体。相反,它们奇怪的外观可能部分是由于观测偏差——在极远的距离上,较暗的周围结构在我们的望远镜中变得不可见,只留下明亮的中心源。

该团队通过研究一个低红移的旋涡星系WISEA J123635.56+621424.2得出了这一结论,该星系因其旋臂类似于索诺兰沙漠的仙人掌而被昵称为“巨人柱”。这个星系的红移为2(看到的是大爆炸后约33亿年的样子),其中心有一个紧凑的红色源,看起来就像一个小红点——恰如其分地让人联想到仙人掌的红宝石色果实。

“早期宇宙中创造的一切都必须演化成我们周围的东西,”合著者、亚利桑那大学的乔治·里基说。“我们对LRD变成什么知之甚少,但这些结果终于向我们展示了如何找到它们的后代。”

巨人柱是一个幸运的发现。里纳尔迪检查了数千个源,但这个源脱颖而出,因为韦伯的一个微快门阵列恰好位于其核心上方,从而可以收集光谱数据。此外,它的较低红移使其更大的结构更清晰可见。该团队结合了哈勃(紫外)和韦伯(红外成像和光谱)的档案观测,在电磁波谱范围内对其进行了研究。

“因为巨人柱的红移较低,我们可以用韦伯和哈勃以高分辨率和高细节看到非常美丽明亮的宿主星系,”哈佛-史密森天体物理中心的吴子豪说。“韦伯的观测可以帮助我们理解星系及其类似小红点的核心是如何连接的。”

该团队测试了巨人柱的紧凑红色中心是否符合LRD的特征。哈勃和韦伯显示,其核心在紫外和红外波段比在可见光波段更亮,就像遥远的LRD一样。他们还分离了星系的光和核心的光,并检查了X射线。大多数高红移LRD在X射线上不可见,但巨人柱发射了微弱的X射线,由美国宇航局的钱德拉X射线天文台探测到。

“X射线光观测显示,这个星系有一个活动星系核,而且是一个被严重遮蔽的核,”开普敦大学的硕士生卡里斯·吉尔伯特说。“它不仅被遮蔽,而且X射线微弱。这种组合可以解释我们从所有其他小红点中看到的X射线发射的缺失。它很好地契合了小红点的谜题。”

然后是揭示性的测试:他们用数字方式将巨人柱移动到更高的红移,以模拟它在早期宇宙中的样子。当他们把它移得更远时,周围的星系从视野中消失,只留下明亮的类似LRD的中心。这支持了这样一种观点:许多遥远的LRD看起来孤立,仅仅是因为它们的宿主星系太暗而无法探测到。

“我们的理论是,大多数这些遥远的源都受到这种宇宙学效应的影响,造成观测偏差,”里纳尔迪说。“我们