韋伯望遠鏡發現首顆「黑洞恆星」MoM-BH*-1

多年來，天文學家始終困惑：位於早期宇宙的「超大質量黑洞」（質量可達太陽的數百萬甚至數十億倍），為何能在宇宙誕生後短短時間內成長到如此巨大？詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）可能已經找到了關鍵線索：一種全新的天體——它模糊了恆星與黑洞之間的界線。

這項於2026年8月發表在《自然》期刊的研究，確認了一個編號為 MoM-BH-1* 的天體，這是「黑洞恆星」首次被觀測到。這類天體過去僅存在於理論推測中，如今終於得到證實 。這項發現也可能同時解開另一個困擾天文學界已久的謎團：韋伯望遠鏡傳回的深空影像中，那些來歷不明的「小紅點」究竟是什麼。

什麼是黑洞恆星？

黑洞恆星並非傳統意義上的恆星。它實際上是一個被極其濃密、充滿擾動的氫氣與氦氣雲氣所包裹的超大質量黑洞（其質量約為太陽的10萬倍）。這層氣體繭衣極為厚重，使得整個結構擴張到相當於太陽系的大小，並發出明亮的紅光，看起來就像一顆巨大的恆星 。

關鍵在於，它的能量並非來自驅動一般恆星的核融合反應。相反地，其能量來自中心黑洞的活躍吸積過程。當物質落入黑洞時會被加熱到極高溫度，這股巨大的熱能穿過氫氣繭衣向外輻射，使整個結構發出光芒 。其結果是，這個天體釋放的能量 約為典型恆星的一千億倍，遠遠超出了核融合反應所能達到的極限 。

MoM-BH*-1 的關鍵特徵

天文學家已精確測量出這個新天體的多項定義性特徵：

• 大小： 其氫氣繭衣的跨度約等於我們的太陽系直徑 。
• 質量： 中心黑洞的質量約為太陽的10萬倍，整體天體的總質量約為 10⁶·³ 個太陽質量 。
• 亮度： 它釋放的能量約為普通恆星的一千億倍 。
• 成分： 周圍的氣體幾乎是純氫和純氦，幾乎偵測不到任何「金屬」（比氫和氦重的元素）。其光譜顯示出一個極深的「巴耳末跳變」，這個特徵與普通恆星的大氣層特徵不符 。
• 能量來源： 其巨大能量並非來自核融合，而是由中心活躍吸積物質的黑洞所驅動 。
• 距離與年齡： 我們所看到的 MoM-BH*-1，是它在宇宙大霹靂後僅6.6億年時的樣貌。其紅移值約為7.76，換算後距離地球約131億光年 。

這個天體是在韋伯望遠鏡的「幻景或奇蹟」（Mirage or Miracle，簡稱 MoM）巡天計畫中被發現的。該計畫原本旨在搜尋宇宙中最早期的星系。由麻省理工學院天文學家羅翰·奈杜（Rohan Naidu）領導的研究團隊，在掃描韋伯望遠鏡的深場影像時意外發現了它 。

解開「小紅點」之謎

自韋伯望遠鏡開始科學觀測以來，它在早期宇宙的影像中反覆發現了一些奇特、黯淡、緊密且非常紅色的物體。天文學家稱它們為「小紅點」，其真實身分一直是學界激烈辯論的焦點 。

MoM-BH*-1 的發現提供了強而有力的新線索。這個天體被研究人員稱為「裸露的」黑洞恆星。它的光芒幾乎完全來自被黑洞能量加熱的氣體繭衣，幾乎不受其宿主星系的干擾 。

關鍵在於，MoM-BH*-1 的位置緊鄰一個伴星系。電腦模擬顯示，當這個黑洞恆星與該星系合併後——預計在觀測到的時間點後約1億年發生——它的光譜將與那些被嵌在其他星系內部的「小紅點」的光譜高度吻合 。

這強烈表明，許多「小紅點」其實就是正處於與宿主星系合併過程中的黑洞恆星 。它們本質上是「嬰兒類星體」的核心引擎，隱藏在經歷宇宙合併的宿主星系內部。

這個模型也完美解釋了為何「小紅點」看起來如此緊密且如此之紅。包裹著黑洞的濃密氫氣繭衣有效地阻擋了短波長（藍光）的穿透，同時允許長波長（紅光）通過，從而產生特徵性的紅色，而無需依靠大量星際塵埃——後者曾是另一個主要的假說 。

這對理解早期宇宙意味著什麼？

MoM-BH*-1 的發現不僅僅解開了一個謎團。它為超大質量黑洞如何在相對短暫的早期宇宙時間內成長到如此巨大提供了一個合理的機制 。透過在其濃密氣體繭衣內以驚人速度吸積物質，黑洞恆星代表了一種黑洞的快速成長階段，是邁向在更早宇宙時期就已存在的、質量達太陽數十億倍的巨獸之路上的重要一步。

這個由奧地利科學技術研究所（ISTA）及其他國際合作者共同參與的天體，現已成為後續密集研究的對象 。就目前而言，MoM-BH*-1 被認為是一個「十億中選一」的發現 ——它讓人們得以一窺先前看不見的宇宙演化階段，並在理論上的黑洞-恆星混合體與韋伯望遠鏡最具代表性的影像中那些令人費解的紅色小點之間，建立了直接的聯繫。