2月5日，《Nature Astronomy》（《自然·天文学》）期刊在线发表了304永利集团天文系吴庆文教授团队题为 “Composite spectrum of Little Red Dots from a standard inner disk and an unstable outer disk” 的研究论文。博士生张辰轩为第一作者，吴庆文教授为通讯作者，304永利集团张华年副教授、北京大学何子山教授和吕兵博士、浙江大学曹新伍教授和吴建成博士、中科院高能所王建民研究员、武汉大学范霄博士参与相关工作，其中吕兵、吴建成和范霄均为课题组毕业博士生。

詹姆斯·韦布空间望远镜（James Webb Space Telescope）是目前人类最强大的空间天文望远镜，其最重要的科学目标就是捕捉宇宙黎明时期形成的第一代恒星和第一代星系发出的微弱光线，从而窥探宇宙演化历史。在众多令人惊叹的发现中，天文学家发现一类极其特殊的天体，被昵称为 “小红点”（LittleRedDots）。这类“小红点”天体具有一系列令人费解的特征：它们数量众多（数量约为同一时期类星体的100倍以上）；在宇宙大爆炸后仅数亿年就已出现，但在十几亿年后的宇宙中几乎没有这类星系；结构极其致密（比普通星系小上千倍）；颜色极端偏红（展现特殊的V型能谱）；中心黑洞质量相对巨大（远远偏离近邻黑洞与星系质量关系）。这些特征完全不同于以前发现的任何星系，引发了国际天文学界的广泛关注和讨论。对于它们的本质，科学界存在巨大争议，一些观点认为它们是早期星系，另一些则认为是剧烈的黑洞活动所致。更关键的是，为了解释其光谱特征，传统理论模型大多需要假设存在大量尘埃对其光线进行“红化”，但韦布望远镜以及毫米波ALMA望远镜的精确观测却显示，这些天体中尘埃含量极低，这使得现有理论面临挑战。

詹姆斯韦布望远镜观测到的小红点星系

小红点星系极其致密，比普通星系小上千倍。类星体和小红点可能都是超大质量黑洞活动引起，但类星体较蓝而小红点极端偏红。

小红点黑洞质量和星系质量远远偏离近邻星系只能够黑洞与星系关系，有的小红点星系黑洞质量甚至和星系质量相当。

吴庆文教授领导的研究团队，创新性地提出了一个解释“小红点”的全新物理机制，为破解谜题提供了关键思路。该团队将焦点对准了星系中心超大质量黑洞的吸积过程。他们提出，在宇宙早期这些“小红点”星系中，黑洞吸积盘的外围区域通常处于引力不稳定状态。这些气体在强烈的湍流作用下被有效加热，形成了一个温度相对较低（约2000至4000开尔文）、处于准稳态的“外吸积盘”。该区域的辐射波长正好落在光学到近红外波段，这可以非常自然地解释为什么这些星系看起来如此之“红”，而无需借助大量尘埃的“红化”效应。与此同时，黑洞吸积盘的内区温度极高，可达上万度，辐射主要集中在光学到紫外波段。研究团队发现，由内盘和外盘共同构成的整体辐射，恰好形成了一个完美的“V”字形光谱能量分布结构，并且其拐折特征与韦布望远镜的实际观测数据几乎完全吻合。对于部分小红点星系中出现的吸收现象，该团队提出是黑洞吸积盘外围一些冷气体吸收导致，当观测视角较大并穿过冷气体时，就会出现连续谱和发射线吸收现象。该研究还发现这些小红点星系的X射线辐射和射电辐射本身并不算强，大部分源都在目前望远镜探测灵敏度之下，目前这些波段没观测到可能是本身辐射就不强，而非强烈吸收导致。

黑洞吸积内盘温度上万度，一般辐射在光学到紫外波段（类星体较蓝的原因），外部准稳态吸积盘温度在2000-4000度，辐射在近红外到光学波段（小红点极红的原因）。

该研究表明，宇宙早期有些质量较小的星系可能仅在中心形成了超大质量黑洞与核区致密恒星团，更大尺度上恒星形成较弱。随着时间演化，这些星系逐渐长大，星系核区恒星诞生和死亡形成的大量尘埃覆盖了原先不稳定区域，小红点星系的红外到光学辐射会被尘埃吸收，并重新辐射到近红外到中红外波段（即活动星系中的尘埃环辐射），同时星系增长导致核区不再致密，“小红点”星系就演化为普通活动星系。小红点星系及中心黑洞物理机制研究为揭示星系和黑洞早期演化提供了极其关键的信息。

数十亿年后星系逐渐长大，星系不再致密，核区极端环境中恒星死亡产生大量尘埃，逐渐覆盖了原黑洞外盘，就完成了小红点到普通星系的过渡。

本文研究工作主要得到国家自然科学基金重点项目项目（NSFC：12533005，12233007）以及中国载人航天工程-空间站巡天望远镜项目支持。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41550-026-02785-x