韦伯望远镜（JWST）发现一颗“恒星”：亮度超出普通恒星上限一千亿倍
早期宇宙中存在一个发光天体，它的亮度按照恒星物理规律本不该存在。
美国NASA詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）探测到一个致密红色天体，其亮度极高，无法用常规核聚变机制予以解释。该天体外观类似恒星，外围包裹的气体尺度可达到太阳系大小；但它辐射的总能量，约为任何已知恒星物理上能够产出能量的1000亿倍。
主流假说十分奇特：该天体的光芒源自一颗正在高速吸积物质的黑洞，黑洞深埋在一层巨大、致密的氢包层内部。
早期宇宙的黑洞星天文学家将这类假想天体命名为黑洞星（black hole star）。如果该解读成立，这一发现将揭示大质量黑洞演化过程中一个此前从未被观测到的阶段，还有望解开韦布望远镜一大长期谜题：即大量被称为“小红点（little red dots）”的致密天体究竟是什么。
该天体编号为MoM‑BH\*‑1，我们观测到的是宇宙大爆炸后仅数亿年时它的状态。相关研究发表于《Nature》。
“我们对这个天体的认知正在快速更新，”论文第一作者Rohan Naidu（NASA哈勃研究员、麻省理工学院卡夫利天体物理与空间研究所Pappalardo研究员）表示，“我们认为其中心存在一颗质量为太阳10万倍的黑洞。黑洞外围包裹着范围极大的气体包层，整体看上去就像一颗太阳系尺度的恒星。它的规模极其庞大。”
韦布望远镜的神秘小红点建造韦布望远镜的部分目标，就是去研究宇宙最早的一批星系与黑洞。望远镜投入观测后很快发现了一批天体，挑战了学界对于大爆炸之后宇宙结构形成速度的既有认知。其中最令人费解的就是“小红点”：遥远宇宙观测中频繁出现的微小、致密辐射源。不少小红点展现出活跃吸积黑洞的特征，但另一些天体的性质又更接近恒星或星系。
“这类小红点在早期宇宙几乎随处可见，但到了当代宇宙中却基本消失不见，”Rohan Naidu说道，“它们到底是什么，是韦布时代最具争议的科学话题之一。”
MoM‑BH\*‑1为解析部分小红点的内部物理提供了绝佳样本。普通的小红点常会受到宿主星系背景光干扰，使得观测解读复杂化；而MoM‑BH\*‑1的辐射几乎完全来自这个奇异的中心天体本身。
“幻象还是奇迹”项目的意外发现研究人员并非专门搜寻这类天体。Rohan Naidu及其团队在韦布望远镜的一个名为“Mirage or Miracle（MoM，幻象还是奇迹）”的巡天项目中搜寻极遥远星系时，偶然发现了该天体。项目名称源于韦布望远镜观测早期宇宙后遇到的一个难题：部分天体看起来极其明亮，仿佛是在极短时间内就形成的巨型星系，但表象具有迷惑性。
“我们遇到一个谜题：极早期宇宙就出现许多高亮度星系，”Rohan Naidu说，“我们的研究表明，有些看起来异常明亮的早期星系，也就是所谓的‘奇迹’，实际上有可能只是一种‘幻象’。”
MoM‑BH\*‑1颜色极红，长波段亮度很高，短波段几乎不可探测。光谱测量得到它的红移约7.76，对应宇宙宇宙黎明（cosmic dawn）时代。
MoM‑BH\*‑1为何如此红对于颜色异常偏红的天体，天文学家通常的解释是星际尘埃。恒星、星系或者黑洞周围的微小尘埃颗粒，可以吸收、散射短波光线，让天体观测颜色比本身真实颜色更红。
“宇宙中看到颜色很红的天体，我们通常会认为外围笼罩着类似烟尘的尘埃，”Robert A. Simcoe解释道，“就像加拿大野火的烟雾让波士顿天空呈现艳红色；当观测视线穿过尘埃帷幕，天体看上去就会比固有颜色更红。”
但MoM‑BH\*‑1的特征，并不符合被尘埃遮挡的普通天体。
极端巴尔末跃变（Balmer break）它的光谱存在一处极其陡峭的突变，即巴尔末跃变：低于某一特定波长，探测到的光强会急剧跌落。该跃变强度远高于普通恒星族群所能产生的理论预期。地球夜空中的亮星织女星（Vega）也存在巴尔末跃变，源于恒星大气中的氢吸收特定光子；MoM‑BH\*‑1展现的是同一物理现象的极端版本。
“我们在该天体上观测到的巴尔末跃变，是迄今为止所有天体中强度最大的，由此可以排除普通恒星作为辐射源的可能性，”Rohan Naidu表示，“但这也促使我们思考：我们是不是看见了一种规模空前宏大的新型‘恒星大气’。”
精细观测进一步支撑该猜想。已发表分析测得其巴尔末跃变强度约7.7，远高于无尘埃普通恒星族群能够达到的水平。另一项线索来自化学组分：光谱几乎探测不到氢、氦以外的重元素。
“从很多角度来看，它都独一无二。”Rohan Naidu说。
被氢包裹的黑洞研究团队测试多种理论模型，试图复现全部观测特征，判断特殊的气体构型能否匹配观测结果。
“我们开始思考：能不能仅依靠氢气，不靠尘埃，就产生这么红的观测效果？”Robert A. Simcoe说道，“令我们意外的是，答案是可以。前提是存在一层密度极高的氢屏障，它的密度高到看上去更像巨型恒星表面，而非稀薄的星际星云。”
它并非核心依靠核聚变供能的传统恒星；可以想象为：一颗黑洞埋藏在巨大、不透明的气体大气之内。物质向黑洞坠落的过程释放巨大能量；外围氢气吸收、散射、再加工这些辐射，之后辐射才逃逸进入宇宙空间。从遥远距离观测，整个结构会表现出部分恒星的观测特征，尽管它的核心能量机制完全不同。
黑洞外围，如同恒星般的气体茧层《自然》论文给出的精细模型中，黑洞被包裹在致密气体包层中，包层范围为10‑100天文单位（astronomical units，AU），其中一个代表性模型的气体包层约40天文单位。注：1天文单位为日地平均距离。
这相当于形成了一个“伪恒星表面”：气体承担类似恒星大气的作用；黑洞吸积过程提供能量，替代普通恒星内部的核聚变。
亮度过高，排除普通恒星该天体的光度，是否定普通恒星模型的关键证据。“这个天体看上去有点像恒星，亮度却是普通恒星的一千亿倍，”Rohan Naidu说，“说明能量不可能来自核聚变——核聚变是我们已知所有恒星的能量来源。”
黑洞则不受该上限约束。黑洞事件视界内部不会向外发光，但螺旋下落的吸积物质会被加热到极高温度，释放极强辐射。活跃超大质量黑洞驱动类星体，类星体属于宇宙中持续发光最亮的天体之一。
数值模拟指向吸积黑洞因此研究团队在模型中引入吸积黑洞，外围包裹致密氢气。模拟光谱很好复现了MoM‑BH\*‑1多项奇异特征：极端巴尔末跃变、微弱紫外辐射、特殊氢谱线。
黑洞确切质量仍依赖模型假设。Rohan Naidu给出的情景中黑洞约10万倍太阳质量；《自然》论文完整分析中，根据外围气体对辐射的改变方式不同，质量估算最高可达百万倍太阳质量。论文特别提醒：在这类极端条件下，传统测量遥远活跃黑洞质量的方法，很容易得到误导性结果。
如果致密气体会显著改变早期黑洞逃逸出来的辐射，天文学家可能需要重新评估韦布望远镜发现的其他遥远黑洞的质量。
早期黑洞如何快速成长天文学家观测到，宇宙年龄不到10亿年时，就已经存在质量达到十亿倍太阳质量的超大质量黑洞。解释黑洞为何能在如此短的时间内成长到如此巨大，一直是一大难题——留给黑洞吸积成长的宇宙时间十分有限。
一种假说：幼年黑洞被巨量气体物质包裹，会经历一段异常高速的吸积阶段。致密气体包层可以捕获、重新分配辐射，让黑洞的物质吞噬条件和邻近星系环境完全不同，得以持续吞食物质。
MoM‑BH\*‑1或许就代表这一演化阶段。论文指出，该天体特征符合早期黑洞被致密气体包裹、供给物质的场景，很可能处于一轮爆发式高速吸积期。但这类系统最初如何形成，目前尚无答案。
还有初步迹象表明MoM‑BH\*‑1的亮度存在变化：不同时期观测显示亮度提升约30%；但研究人员提示，这些观测来自不同观测配置。若后续监测证实亮度可变，则会进一步佐证核心是致密活跃黑洞。
“小红点”谜题的一种可能解答该天体命名为MoM‑BH\*‑1，后缀含义即“一号黑洞星”。研究人员推测，它只是一个暴露特征格外清晰的样本，这类天体其实更为普遍。
“每一个小红点，都有可能是嵌在普通早期星系中的黑洞星，”Rohan Naidu表示，“但MoM‑BH\*‑1特殊之处在于，黑洞星的光芒完全压倒宿主星系，我们观测到的几乎纯粹就是黑洞星本身的辐射。”
其他研究也支持这并非孤例，而是一类天体族群。2026年一项针对98个小红点的统计，发现族群层面证据，支持中心黑洞外围存在致密气体包层；另一项研究找到数百个候选天体，它们的辐射也极有可能由类似黑洞星组分主导。
图1：天文学家发现“黑洞星”，它是早期宇宙中一个极其明亮的红色天体，属于一类全新的天体物理客体。外观酷似巨型恒星，但能量产生机制更接近黑洞。图源：MIT图2：在詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）的图像中，这颗黑洞星呈现为一个醒目的小红点。韦布望远镜观测图像里，这类小红点十分常见。图3: JWST望远镜。Reference: “A gas-enshrouded and gas-reddened black hole at cosmic dawn” by Rohan P. Naidu, Jorryt Matthee, Harley Katz , Anna et al. 12 August 2026, Nature.DOI: 10.1038/s41586-026-10846-4From the SciTechDaily newsletter.
