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宇宙里有两个天体,骗了天文学家好几年。它们是在日本昴星团望远镜(Subaru T

宇宙里有两个天体,骗了天文学家好几年。

它们是在日本昴星团望远镜(Subaru Telescope)的一项巡天项目中被发现的,编号J1450−0144和J1429−0104,红移分别为6.63和6.80,对应的宇宙年龄不到9亿年。发现者给它们贴的标签是暗弱类星体,也就是亮度偏低的类星体。类星体是宇宙中最亮的一类天体,由星系中心的超大质量黑洞疯狂吞噬物质产生,亮度可以压过整个宿主星系。

问题在于,在紫外波段,暗弱类星体和极亮的恒星形成星系长得几乎一模一样。两者都发出蓝色的紫外连续谱,都有明亮的氢发射线,用常规巡天光谱根本分不清谁是谁。这就像远远看到一团火光,你分不清那是一盏探照灯还是一堆篝火,光的总量差不多,但能量来源完全不同。

荷兰莱顿大学的一个研究团队决定用韦布空间望远镜(JWST)去近距离审视这两个天体。他们同时动用了阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)的毫米波成像,从另一个波段交叉验证。这项研究已于8月18日发表在预印本平台arXiv上,尚未经过同行评议。

韦布的近红外光谱仪拍到了几条关键证据。首先是天鹅座P型轮廓,一种由大质量恒星的强烈星风刻在光谱上的特征图案,这是恒星的签名,不是黑洞的。其次是异常强烈的宽氦发射线,强到普通的恒星群体根本解释不了。与此同时,类星体该有的宽莱曼-阿尔法线和镁线,一条都没出现。

这两个天体不是类星体,从来都不是。

它们是星系,而且是一种极其罕见的星系:极紫外光度星系。它们的亮度不是靠黑洞吞吃物质撑起来的,全靠恒星自身在燃烧。

接下来的问题是,什么样的恒星能把一个星系撑到这么亮?研究团队试着用最大出生质量100倍太阳质量的恒星模型去拟合光谱,拟合不上。那条氦发射线太强了,普通的大质量恒星撑不住。只有把模型里的恒星上限推到100倍太阳质量以上,数据才对得上。

这类恒星有个专门的称呼,叫极大质量恒星。它们烧得极快,寿命极短,辐射极猛,是宇宙中最暴烈的存在之一。研究团队估算,这两个星系各自拥有10万到100万颗这样的恒星,同时以每年300到540个太阳质量的速度制造新恒星。作为对比,银河系每年新诞生的恒星总质量大约只有几个太阳。

不过团队也提醒,极大质量恒星的质量上限取决于模型选择,而目前用来校准这些模型的样本,全部来自银河系内的近邻恒星。早期宇宙的恒星化学成分和物理环境都与今天大不相同,模型外推到那个年代,不确定性很大。

ALMA那边也传来了有意思的发现。两个星系在电离碳发射线和冷尘埃辐射上都极其明亮,但其中一个星系J1429−0104出了状况:它的紫外光和尘埃、气体辐射不在同一个位置,两者之间隔了17600光年。对于一个紧凑的早期星系来说,这个错位相当离谱。它可能是两个星系正在合并的痕迹,也可能是中心有一场被尘埃遮蔽的剧烈造星活动,又或者是恒星的强烈辐射把周围的尘埃吹散了。具体原因还不清楚,需要未来更高分辨率的观测才能解答。

真正让这项发现跳出个案层面的,是它对现有巡天数据的冲击。这两个天体是迄今为止在宇宙再电离时期(也就是宇宙大爆炸后最初几亿年,第一批恒星和星系点亮宇宙的阶段)首批经光谱确认达到如此高亮度的极紫外光度星系。既然它们能在类星体巡天中混了这么久才被拆穿,那现有目录里标注为暗弱类星体的天体中,可能还藏着更多同类。

这直接影响天文学家对早期宇宙的统计:类星体的数量可能被高估了,而极亮星系的数量可能被低估了。宇宙第一个10亿年里到底有多少黑洞在活动、有多少星系在疯狂造星,这笔账可能需要重新算。

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图为J1450−0144(上排)和J1429−0104(下排)的多波段成像,图源:arXiv (2026)

信源:Karantha, Shreejaya. "JWST Finds Extreme Star-Forming Galaxies Masquerading as Faint Quasars." Phys.org, edited by Gaby Clark, 8 Sept. 2026