韦伯望远镜发现首颗“黑洞星”：恒星与黑洞的混合体，大小堪比太阳系

几十年来，天文学家一直困惑于一个谜题：在宇宙早期，那些质量达到太阳数百万甚至数十亿倍的超大质量黑洞，究竟如何能在如此短的时间内成长得如此庞大？詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）或许刚刚找到了拼图中至关重要的一块：一种全新的宇宙天体，它模糊了恒星与黑洞之间的界限。

2026年8月发表在《自然》杂志上的一项研究，宣布了对一个编号为MoM-BH*-1的天体的发现，这是理论中存在但从未被观测到的“黑洞星”的首个确认实例。这一发现还可能同时解开另一个自韦伯望远镜开始传回深场图像以来就一直困扰天文学家的谜题：那些神秘的“小红点”究竟是什么？

到底什么是黑洞星？

黑洞星并非传统意义上的恒星。它是一个超大质量黑洞——质量约为太阳的10万倍——完全被一层极其致密、动荡的、几乎由纯氢和氦气组成的气体包层所包裹。这个气体“蚕茧”非常厚重，以至于整个结构膨胀到了太阳系的大小，并发出耀眼的红色光芒，让它看起来像一颗巨大的恒星。

关键区别在于，这颗天体的能量来源并非普通恒星的核聚变。相反，中心的黑洞正在积极地吸积、吞噬物质。当气体落入黑洞时，会被加热到极高温度，这股巨大的热量向外辐射，穿过氢包层，从而使整个结构发光。其结果是，这个天体产生的能量大约是普通恒星的1000亿倍——远远超过了聚变所能达到的极限。

MoM-BH*-1的关键特征

天文学家已经精确测量了这一新型天体的几个定义性特征：

• 大小： 其氢气包层直径约等于整个太阳系。
• 质量： 中心黑洞质量约为10万个太阳质量，整个天体总质量约为10的6.3次方个太阳质量。
• 亮度： 其释放的能量是普通恒星的约1000亿倍。
• 成分： 包裹的气体几乎是纯氢和氦，几乎检测不到任何“金属”（比氢和氦更重的元素）。其光谱显示出极其深邃的“巴尔默跃变”特征，这与普通恒星大气层的特征不一致。
• 能量来源： 其巨大的光度由中心黑洞活跃的吸积过程驱动，而非核聚变。
• 距离与年龄： MoM-BH*-1存在于大爆炸后仅6.6亿年的时候，红移值约为7.76，这意味着它距离地球大约131亿光年。

这个天体是在JWST的“幻象还是奇迹”（Mirage or Miracle, MoM）巡天项目中发现的，该项目最初旨在搜寻宇宙中一些最早的星系。由麻省理工学院（MIT）天文学家罗汉·奈杜（Rohan Naidu）领导的团队，在扫描JWST的深场图像时偶然发现了这个天体。

解开“小红点”之谜

自韦伯望远镜开始科学观测以来，它频繁地在早期宇宙的图像中发现奇特、暗淡、致密且非常红的点状天体。天文学家称它们为“小红点”，它们的真实性质一直是激烈争论的焦点。

MoM-BH*-1的发现提供了一个强有力的新线索。这个天体被研究人员称为“裸”黑洞星。它的光几乎完全来自于黑洞驱动的气体包层，而几乎不受其下方宿主星系的污染。

关键在于，MoM-BH*-1位于一个伴星系附近。计算机模拟显示，在黑洞星与该星系合并后——预计发生在观测到的纪元后约1亿年——它的光谱将与那些嵌入其他星系内部的“小红点”的光谱高度吻合。

这强烈表明，许多“小红点”就是正在与其宿主星系合并过程中的黑洞星。它们本质上就是“婴儿类星体”的中心引擎，隐藏在其宿主星系的内部，经历着宇宙级的合并过程。

这个模型也巧妙地解释了为什么“小红点”看起来如此致密和如此之红。黑洞周围致密的氢气包层有效地阻挡了短波长（蓝色）光，同时允许长波长（红色）光通过，从而产生了特征性的红色，而无需依赖大量的星际尘埃（这是另一个主流假说）。

这项发现对理解早期宇宙意味着什么

MoM-BH*-1的发现不仅仅是解决了一个单一谜题。它为超大质量黑洞如何在早期宇宙相对短暂的时间内成长到巨大尺寸提供了一个合理的机制。通过在其致密气体包层内以疯狂的速度吸积物质，黑洞星代表了黑洞的一个快速成长阶段，是迈向在更早宇宙时期就已出现的数十亿太阳质量级巨兽的一步。

这项由奥地利科学技术研究所（ISTA）及其他国际合作者共同参与的研究发现，现已成为密集后续研究的目标。目前，MoM-BH*-1被视为“十亿分之一”的发现——一次难得的机会，让我们得以一窥宇宙演化中此前不可见的一个阶段，并直接将理论上的恒星-黑洞混合体与JWST最著名图像中那些挥之不去的红点联系了起来。