在浩瀚宇宙的深邃之處，韋伯望遠(yuǎn)鏡捕捉到一群神秘的紅色光點(diǎn)，它們位于120億光年之外，亮度驚人且數(shù)量遠(yuǎn)超理論預(yù)期。這一發(fā)現(xiàn)瞬間點(diǎn)燃了天文學(xué)界的熱情，引發(fā)了一場(chǎng)關(guān)于這些神秘天體本質(zhì)的激烈爭(zhēng)論：它們究竟是超級(jí)致密的星系，還是被塵埃包裹的超大質(zhì)量黑洞？

賓夕法尼亞州立大學(xué)的王冰潔團(tuán)隊(duì)率先提出了一種解釋，他們認(rèn)為這些紅點(diǎn)可能是超級(jí)致密的星系。想象一下，在太陽系那樣狹小的空間里，竟塞進(jìn)了幾十萬顆恒星，其密度達(dá)到銀河系的幾十萬倍。這種模型雖然能夠解釋紅點(diǎn)亮度極高的問題，但卻存在一個(gè)致命漏洞：如果宇宙中真的存在如此多的“恒星堆”，那么整個(gè)宇宙的亮度應(yīng)該遠(yuǎn)超我們目前所觀測(cè)到的。

與此同時(shí)，加州理工學(xué)院的另一支團(tuán)隊(duì)則提出了截然不同的觀點(diǎn)。他們認(rèn)為這些紅點(diǎn)可能是被塵埃包裹的超大質(zhì)量黑洞。然而，這一觀點(diǎn)也面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。通常，黑洞具有特定的光譜特征，但這些紅點(diǎn)的光譜卻與之大相徑庭。更令人困惑的是，按照這些紅點(diǎn)的數(shù)量推算，早期宇宙中的黑洞數(shù)量將是現(xiàn)有理論的十倍以上，這無疑是一個(gè)巨大的謎團(tuán)。

就在兩派爭(zhēng)論不休之際，一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)帶著新的數(shù)據(jù)加入了這場(chǎng)爭(zhēng)論。2024年夏天，RUBIES巡天計(jì)劃公布了首批成果，為這場(chǎng)爭(zhēng)論按下了暫停鍵。RUBIES項(xiàng)目自2021年啟動(dòng)以來，便將目光聚焦于這些神秘的紅色未知天體。他們動(dòng)用了韋伯望遠(yuǎn)鏡的NIRSpec儀器，對(duì)一片天區(qū)進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)58.7小時(shí)的連續(xù)觀測(cè)，最終獲得了4500個(gè)高紅移星系的光譜數(shù)據(jù)。

在這些數(shù)據(jù)中，一個(gè)編號(hào)為J142136+312418的天體引起了科學(xué)家們的極大關(guān)注。這個(gè)被形象地命名為“懸崖”的天體，其光譜在特定波長(zhǎng)處呈現(xiàn)出獨(dú)特的“懸崖”狀特征——突然下降后又迅速回升。更令人震驚的是，它距離我們119億光年，對(duì)應(yīng)的是宇宙僅18億歲時(shí)的景象。科學(xué)家們嘗試將其歸類到已知天體中，但發(fā)現(xiàn)無論如何都無法完美匹配。

2024年9月，中英聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》上提出了一個(gè)全新的理論——黑洞星。根據(jù)這一理論，黑洞星由一個(gè)超大質(zhì)量黑洞和包裹在其外的厚厚氣體殼組成。與恒星依靠核聚變發(fā)光不同，黑洞星通過引力壓縮氣體來發(fā)光。這一理論雖然初聽起來令人難以置信，但它卻完美地解釋了“懸崖”天體的光譜特征。

模型顯示，黑洞星中心的黑洞質(zhì)量可達(dá)3.7×10?倍太陽質(zhì)量，而外面的氣體殼密度則處于10?1?到10?12克/立方厘米之間。這個(gè)密度范圍雖然聽起來極其稀薄，但實(shí)際上卻相當(dāng)于地球上實(shí)驗(yàn)室能夠制造出的超高真空狀態(tài)。黑洞星最引人注目的特點(diǎn)在于其“進(jìn)食”速度。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，黑洞吸積物質(zhì)存在一個(gè)“埃丁頓極限”，超過這個(gè)極限，黑洞就會(huì)被自身輻射“推開”食物。然而，黑洞星的氣體殼卻能夠阻擋輻射壓，使黑洞能夠以10倍甚至100倍的速度狂吃物質(zhì)，從而解決了早期宇宙超大質(zhì)量黑洞“生長(zhǎng)過快”的難題。

當(dāng)然，黑洞星理論也并非無懈可擊。其中最大的問題在于氣體殼的形成和穩(wěn)定性。數(shù)值模擬表明，氣體殼需要每10?年補(bǔ)充一次氣體，否則就會(huì)解體。目前的望遠(yuǎn)鏡還無法清晰觀測(cè)到黑洞星的中心區(qū)域，角分辨率需要提高100倍才能看清真相。

為了進(jìn)一步探索黑洞星的奧秘，科學(xué)家們已經(jīng)制定了詳細(xì)的觀測(cè)計(jì)劃。2025年4月至6月，韋伯望遠(yuǎn)鏡將申請(qǐng)到140小時(shí)的觀測(cè)時(shí)間，專門用于觀測(cè)這類神秘天體。同時(shí)，歐洲極大望遠(yuǎn)鏡也準(zhǔn)備加入觀測(cè)行列，利用近紅外干涉測(cè)量技術(shù)提高分辨率。接下來的兩年里，隨著觀測(cè)數(shù)據(jù)的不斷積累，我們對(duì)早期宇宙的認(rèn)知可能會(huì)被徹底改寫。