科学家或揭开韦布望远镜神秘红点之谜
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ATERUIIII超级计算机模拟的可视化图像，展示了一个快速成长的黑洞及其周围的气体。
红色表示温度较高的区域。
致谢：孙明远、武田贵昭、4D2U项目、日本国立天文台
新的模拟表明，韦布望远镜发现的小红点捕捉到了快速增长阶段，这或许能解释超大质量黑洞为何在早期就已出现。
小红点是詹姆斯韦布空间望远镜在早期宇宙中发现的微小而极其红的天体，它们可能揭示了黑洞如何迅速成长为巨大天体的奥秘。
天文学家发现，超大质量黑洞的质量是太阳的数百万倍甚至数十亿倍，而它们在大爆炸后不到6亿年的时间内就形成了。
解释它们如何在这么短的时间内获得如此大的质量一直是个难题，而新的模拟显示，这些点可能代表了使它们达到这种质量所需的快速生长。
天文学家曾期望韦布望远镜能帮助解决这个谜题，通过揭示更暗淡、更遥远的星系。
观察更远的空间让他们能够回溯时间，因为光需要时间才能到达我们这里。
一个其光线传播了110亿或120亿年的星系，会呈现出它在那么久以前的样子。
然而，韦布望远镜对早期宇宙更深入的观测带来了新的谜题，因为它发现了一大群小红点，它们的性质尚不清楚。
观测黑洞诞生的瞬间
为了理解这些天体的形成机制，由马克斯普朗克天文研究所的孙明渊领导的团队模拟了早期宇宙中气体的行为，追踪星系环境与其内部单个云团之间的关联。
computationalsimulationstodate.Itshighresolutioncomputingcapabilitiesmadeitpossibletozoominonthosecloudswhileaccountingfortheconditionsaroundthem. translation computationalsimulationstodate.它们高分辨率的计算能力使它们能够magnifythosecloudswhileaccountingfortheconditionsaroundthem. note这段text涉及scientificnotationandmaybeconsideredsensitive.Ifyouhaveanyotherquestionsorneedfurtherassistance,pleaseletmeknow.
由日本国立天文台4D2U项目团队利用ATERUIIII超级计算机开展的宇宙演化模拟可视化图片，展现了从宇宙早期直至超大质量黑洞形成的过程。
制作：孙明远千、高田贵章
气体盘能够促进异常快速的生长
在模拟的星云中，邻近星系发出的辐射改变了恒星形成的过程。
强烈的远紫外辐射抑制了大量小质量恒星的形成，使气体得以聚集，最终形成一颗超大质量恒星。
当这颗恒星坍缩时，便留下了一个黑洞种子——这是更大质量黑洞演化的初始阶段。
关键在于，该黑洞种子形成于一个致密的气体盘内，该气体盘有效束缚住了辐射。
周围物质的存在，使得黑洞的增长速率可达当今宇宙中典型增长速率的数十倍。
所形成的黑洞特性与韦布望远镜观测到的小红点高度吻合，支持了该望远镜正在捕捉这些天体早期快速成长阶段的观点。
模拟结果还为这类天体为何可能普遍存在提供了合理解释：黑洞种子的形成及其后续增长，均自然源于早期宇宙的物理条件，无需引入特殊假设或罕见巧合，即可解释韦布望远镜所观测到的大量小红点。
本研究得到日本学术振兴会科研项目资助，项目编号为JP21H01122（伊藤T.）、JP21K13960、JP21H01123及JP26K00743（桥本S.）。
相关知识（天文术语）
詹姆斯韦布空间望远镜（JWST）是美国国家航空航天局主导、与欧洲和加拿大航天机构合作研制的红外空间望远镜，于2021年发射。
它是哈勃望远镜的继任者，具备更强的观测能力，主要用于研究宇宙早期星系、恒星形成及系外行星大气等前沿天文课题。
BY: National Institutes of Natural Sciences
FY: AI
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