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研究：JWST“小红点”或是正在形成的古老球状星团


科学边界哦
2026-07-28 04:19·北京

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“一石二鸟”这个词从哪儿来的，没人说得清。但在人类多种文化的古老智慧里，类似的说法总能找到影子——毕竟，谁不想用一个动作就同时解决两件麻烦事呢？

最近一项天文学研究，就恰好把两个看似不相关的宇宙谜题串在了一起，用的正是这种“一石二鸟”的思路。谜题的一端是球状星团，那些聚集着年迈恒星的团块，总在银河系这类星系的边缘地带盘旋。另一端，则是詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）最近搞得天文学家心痒难耐的一群小红点——极其致密、在早期宇宙中大量涌现的发光体，官方绰号“小红点”（Little Red Dots，LRDs）。



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这项研究发表在《天体物理学杂志快报》上，论文标题就明晃晃地写着：《小红点作为形成中的球状星团》。主要作者是得克萨斯大学奥斯汀分校的天文学家约翰·奇斯霍姆。研究团队在论文里，给LRDs下了个很诚实的判词：它们是“高红移处的神秘发现”。

先顺着时间线往回走，看看这群小红点是怎么闯入人类视野的。它们的发现首次被报道是在2024年。当时，JWST的极深场影像里，出现了一大批亮度异常、体型极小而红得扎眼的天体。天文学家很快确定，这些小红点活跃于大约132亿到122亿年前——也就是宇宙大爆炸之后仅仅6亿年到15亿年左右的时代。它们到底是个什么来头？最初，科学界给出了好几个备选项：活动星系核（也就是星系中心那个疯狂吞噬物质、发出猛烈辐射的超大质量黑洞）、超大质量的远古恒星、原始星系，或者别的什么尚未命名的东西。

正是在这些猜测搅成一锅粥的时候，奇斯霍姆和同事们从一个新的角度切了进去。“在这里，我们探索这些源头是球状星团在形成过程中的可能性。”他们在论文里这样写道。

要把小红点和球状星团画上等号，首先得理解球状星团自身也藏着几笔糊涂账。我们知道，一个典型的球状星团就是几百万颗恒星被引力紧紧捆在一起的一族，星团里的恒星普遍较老，金属元素含量偏低。在银河系这类星系的光晕里，至少飘着150个这样的“化石”星团，其中一些是整个星系最古老的成员。但球状星团有一个让人想不通的地方：按理说，团里的恒星差不多都是一批出生的，都来自早期宇宙一次轰轰烈烈的恒星形成活动期；这样一来，它们应该拥有近乎相同的初始化学配比才对。然而，天文学家观察到的完全不是这么回事——星团里的某些元素，比如氦、氮、钠，在不同恒星之间的丰度却有着奇异的散射，仿佛这群同时诞生的“兄弟姐妹”天生就拿着不同的食谱。

怎么解释这种化学上的不统一？这很可能与球状星团出生时的极端环境有关，但星团本身太老了，我们只能在它们历经百亿年风霜之后才能观测到，这就把线索抹得差不多了。韦布望远镜带来的恰是一个穿越时间的窗口——它能看到宇宙还非常年轻时、球状星团可能刚刚诞生的模样。

论文的合著者之一、同样来自得克萨斯大学奥斯汀分校的天文学家丹妮尔·伯格，特别强调了观测时间差造成的理解陷阱：“我们通常看到的是它们经历了几十亿年演化的样子——那时候，它们的大质量恒星早已消失，气体也被扫荡干净了，动力学过程还改变了它们的质量和结构。这就使我们极难重构出它们诞生时的原始条件。”

而小红点恰好出现在球状星团初始时期该出现的年代，而且它们的物理特征——极其致密、明亮、高红移——与理论预想中正在剧烈诞生第一批恒星的“原球状星团”相当吻合。研究人员通过模型分析指出，虽然今天我们看到的球状星团和小红点长得完全不同，但那是因为两者的年龄差着一百几十亿年。小红点，或许就是球状星团还处在婴儿期的模样：一大团气体刚刚碎裂成成千上万颗初生的恒星，每颗都灼热而明亮，一同挤在极小的空间里，发出的光在宇宙膨胀的拉伸下变得又红又暗——于是，就成了JWST眼中那一粒粒“小红点”。

当然，这项研究并没有把话说死。奇斯霍姆的团队在论文中明确地用了“探索可能性”这样的措辞，而不是宣称已经找到了确定答案。小红点也有可能是活跃星系核，或者其他迄今为止还不认识的天体。但将小红点与球状星团的形成联系起来，却带来了一个简洁的图景：同一个解释，可以同时回答“早期宇宙里那些密集的发光点到底是什么”以及“球状星团为何呈现出复杂的化学构成”这两个问题。如果小红点确实是正在成形的球状星团，它们内部混乱而剧烈的星风、超新星爆发和物质交换，自然就会在不同恒星表面留下不一样的化学印记；而后面的百亿年里，这些星团逐渐衰老、抛掉了气体，慢慢沉入星系的外围，演变成了我们今天观察到的“安静”模样。

换句话说，小红点可能是极其古老的球状星团的“纪录片开场”，而我们头顶那些绕着银河系运转的球状星团，则是同一部纪录片的“尾声镜头”。中间缺了的百万年，要靠模型和望远镜接力着拼凑。

当下的情况，更像是一场刚刚拉开序幕的辨认。JWST还会对更多小红点进行后续观测，特别是获取它们的光谱，看看它们内部到底有没有正在激烈运动的气体、有没有大质量恒星留下的特殊指纹。如果能抓拍到原球状星团初生时的化学不均一性的光谱证据，那这个“一石二鸟”的猜测，就可能真的命中靶心。








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