光速传播存在延时效应，所以我们所观测到的宇宙呈现的是以前的模样。距离我们较远的区域，对应的是较为古老的宇宙（即早期宇宙）；而与我们临近的区域，对应的则是相对年轻的宇宙（近邻宇宙）。在早期宇宙里，有一种神秘的“小红点”天体，它与黑洞的演化有着紧密的联系。近邻宇宙中，存在一类星系，这类星系和早期宇宙里的年轻星系极为相似，它们被称作“绿豌豆”。
中国科学院上海天文台牵头的国际合作科研团队发现了 7 例特殊的“绿豌豆”星系。这些“绿豌豆”星系与早期宇宙中存在的“小红点”特征类似。对这些特殊的“绿豌豆”进行研究，有望揭示“小红点”的物理本质。对这些特殊的“绿豌豆”开展研究，还能进一步优化黑洞早期演化模型。
01
早期宇宙的“红色谜点”
什么是“小红点”呢？这得从一张照片开始讲起。之前，詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）拍摄到了宇宙刚诞生几亿年时的“婴儿”照片（图 1）。
科学家们从中发现了一些奇特的“小红点”。这些“小红点”的形态极为致密，并且颜色发红。
分析表明，“小红点”天体的中心或许是超大质量黑洞。从形态方面来看，“小红点”与那些包含超大质量黑洞的常规星系存在差异；从结构角度而言，“小红点”也与包含超大质量黑洞的常规星系有所不同。
图 1 中，JWST 的 NIRCam 相机在早期宇宙（宇宙年龄约为 6 亿年至 15 亿年的区域）发现了 6 例“小红点”天体
天文学家在“小红点”天体中，仅看到了黑洞的特征信息，未看到更多星系的特征信息。此情况与先前认为的“黑洞和星系是联合演化的”观点不相符。
这表明黑洞或许会先于星系开始演化。所以，“小红点”的被发现，意味着在早期宇宙里，黑洞有可能会以比预想中更快的速度增长。
02
近邻宇宙的“绿色矮人”
2009 年，斯隆数字巡天（SDSS）开启了面向大众的星系动物园（Galaxy Zoo）项目。
在这一项目里，有一些天文爱好者发现了一类特别的天体。这类天体的 r 波段辐射很强，并且图像形态很致密。它们的样子就像一颗颗绿色的豌豆，所以被称作“绿豌豆”星系。
“绿豌豆”具备宇宙早期星系类似的物理性质、处于相似的演化阶段或者具有相似的观测特征，能够当作早期星系的对照参照，所以被视为早期星系在近邻宇宙里的对应体。
图 2 中，左图源自宇宙年龄为 9.6 亿年的“小红点”天体；右图源自宇宙年龄为 103 亿年的“绿豌豆”星系。并且图像的尺寸与 JWST 和 SDSS 的空间分辨能力相匹配。
观察发现，部分“绿豌豆”星系呈现出活动星系核的活动迹象。这体现了核区超大质量黑洞活动的特征。所以，对“绿豌豆”星系进行系统搜寻研究，能够帮助天文学家更深入地了解早期星系的形成与演化。
并且，JWST 正式运行后释放的首批光谱显示出，宇宙婴儿时期星系的光谱与近邻宇宙处“绿豌豆”星系的光谱高度相似。（图 3 表明了这一情况）
图 3 表明，JWST 首批释放的处于宇宙年龄约 6.5 亿年处的早期宇宙年轻星系的光谱，与处于宇宙年龄约 126 亿年处的近邻宇宙“绿豌豆”星系高度相似
03
LAMOST助力发现
“绿豌豆”中的“小红点”
近邻宇宙的“绿豌豆”星系与早期宇宙里的年轻星系极为相似。那么，在近邻宇宙中能否找到与早期宇宙“小红点”天体相似的个体呢？
2018 年开始，中国科学院上海天文台早期宇宙与高红移星系团组携手国内外多个科研团队。他们借助我国的大科学装置郭守敬望远镜（LAMOST）。通过这样的方式构建了世界上规模最大的“绿豌豆”星系的光谱样本。并且还开展了系统性的研究工作。
包括搜寻双活动星系核的样本，对其 X 射线性质进行系统研究；搜寻中等质量黑洞的样本；以及本次工作对“小红点”天体进行搜寻和研究的相似样本。
它们在气相金属丰度方面具有“小红点”天体的特征。
图 4 展示了近邻宇宙对应体与高红移“小红点”天体的光谱及能谱的对比情况，其中包括左边的光谱及能谱对比和右边的发射线光谱谱型对比
这个发现或许意味着，早期宇宙并非是仅有的能够产生“小红点”天体的区域，同时黑洞能够在宇宙的各个不同时期以爆发的方式生长。
近邻宇宙利于科研人员开展深入观测，科研人员可通过比较研究来揭示“小红点”天体的物理性质。
总之，宇宙深处的“小红点”说明宇宙可能比人们想象的更精彩，近邻宇宙的“小绿点”也说明宇宙可能比人们想象的更精彩。
