近日，由中国科学院上海天文台早期宇宙与高红移星系研究团队牵头的国际合作团队，对红色致密天体“小红点”（Little Red Dots，LRDs）的7个低红移近邻对应体开展了系统的光变研究。研究从时域观测的独立角度，为部分“小红点”近邻对应体中存在活跃黑洞或活动星系核提供了新的证据，也为理解早期宇宙“小红点”的光变性质提供了宝贵的近邻参照。与此同时，该研究进一步评估了当前高红移“小红点”光变分析中存在的不确定性。相关成果于2026年7月10日发表在国际天文学期刊《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上。

自2023年被发现以来，“小红点”的物理本质一直是天文学界关注和争论的焦点。这类天体通常具有极为致密的形态，部分源的光谱中还存在宽发射线，因此被认为可能由活跃黑洞或活动星系核主导^[1]。揭示“小红点”的真实本质，对于理解早期宇宙中黑洞的形成与生长，以及检验不同的黑洞种子模型具有重要意义^[2]。

然而，随着观测数据不断积累，关于“小红点”的物理图景并未变得更加清晰，反而愈加复杂。为解释其独特的V形光谱能量分布，研究人员提出了多种理论模型，包括被浓密气体包裹的黑洞（例如^[3-5]）、具有引力不稳定性的外部吸积盘 （例如^[6]），以及活动星系核与宿主星系共同贡献形成的复合光谱能量分布等。究竟哪一种物理机制主导了这类神秘天体，至今仍是早期宇宙研究中的重要未解问题。

光变是识别活动星系核的重要手段之一。活跃黑洞周围吸积流的亮度通常会随时间产生不规则变化，因此，随机光变被视为活动星系核的典型观测特征。此前研究发现，高红移“小红点”的光变普遍较弱，甚至未探测到显著变化，这似乎与活跃黑洞主导的物理图景不完全一致，并由此引发了对其活动星系核性质的质疑^[7]。

不过，由于高红移“小红点”极为暗弱，现有时域观测通常存在时间采样稀疏、信噪比较低和观测波段有限等问题，其光变测量仍具有较大不确定性。相比之下，“小红点”的低红移近邻对应体更加明亮，也更容易获得长时间基线和高采样频率的观测数据。以兹威基瞬变设施（Zwicky Transient Facility，ZTF）为代表的地面时域巡天，可以持续记录这些天体的亮度变化，从而通过分析其光变幅度、变化时标和随机性特征，判断其中是否存在活跃的中心黑洞。

基于团队前期开展的低红移“小红点”搜寻工作^[8-9]，研究人员基于7个近邻对应体，分析了它们在约5至6年时间基线上的ZTF光变曲线。研究发现，其中3个天体表现出显著光变；在样本中较亮的两个天体，其光变幅度和特征时标均呈现出活动星系核典型的随机光变性质。这一结果为这些近邻对应体中存在活跃中心黑洞提供了重要的观测证据。

图1. “小红点”近邻对应体的 ZTF 光变曲线例子。灰色点单次观测，彩色点为并合7天观测的数据点。

研究团队还通过模拟分析发现，有限的观测采样可能会显著削弱甚至掩盖活动星系核的真实光变信号。这意味着，高红移“小红点”中未探测到明显光变，并不能直接排除其内部存在活跃黑洞的可能性。

论文第一作者兼通讯作者、上海天文台博士毕业生、现为马萨诸塞大学阿默斯特分校博士后的林如秋表示：“对于其他未探测到显著光变的近邻对应体，我们给出的光变幅度上限与高红移‘小红点’的平均上限基本一致。这从侧面表明，近邻对应体和高红移‘小红点’可能具有相似的时域性质。同时，我们的分析也说明，现有高红移观测未能探测到光变，可能在一定程度上受到观测采样和灵敏度的限制。”

图2. 光变幅度与黑洞质量的关系。浅绿色星号表示7个“小红点”近邻对应体的光变上限。紫色和红色符号分别代表已有宇宙早期 “小红点”样本，深红色三角形表示其平均上限。

论文共同通讯作者、中国科学院上海天文台研究员郑振亚表示：“近邻对应体在时域观测、可探测性和波段覆盖等方面具有明显优势。未来，通过开展更高精度、更高频率和更多波段的后随观测，有望进一步揭示其中心黑洞、吸积活动及宿主星系之间的关系，并为理解早期宇宙‘小红点’的物理本质提供更加有力的约束。”

本工作得到了科技部重点研发专项、载人航天基金、上海市东方英才项目、中国科学院国际合作项目及国家自然科学基金委项目的支持。

论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ae74c6

参考文献：

[1]Matthee J., Naidu R.~P., Brammer G., Chisholm J., Eilers A.-C., Goulding A., Greene J., et al., 2024, ApJ, 963, 129. doi:10.3847/1538-4357/ad2345

[2]Pacucci F., Nguyen B., Carniani S., Maiolino R., Fan X., 2023, ApJL, 957, L3. doi:10.3847/2041-8213/ad0158

[3]Naidu R.~P., Matthee J., Katz H., de Graaff A., Oesch P., Smith A., Greene J.~E., et al., 2025, arXiv, arXiv:2503.16596. doi:10.48550/arXiv.2503.16596

[4]Inayoshi K., Maiolino R., 2025, ApJL, 980, L27. doi:10.3847/2041-8213/adaebd

[5]Liu H., Jiang Y.-F., Quataert E., Greene J.~E., Ma Y., 2025, ApJ, 994, 113. doi:10.3847/1538-4357/ae0c19

[6] Zhang C., Wu Q., Fan X., Ho L.~C., Wu J., Zhang H., Lyu B., et al., 2026, NatAs, 10, 753. doi:10.1038/s41550-026-02785-x

[7]Kokubo M., Harikane Y., 2025, ApJ, 995, 24. doi:10.3847/1538-4357/ae119e

[8]Lin R., Zheng Z.-Y., Jiang C., Yuan F.-T., Ho L.~C., Wang J., Jiang L., et al., 2025, ApJL, 980, L34. doi:10.3847/2041-8213/adaaf1

[9]Lin R., Zheng Z.-Y., Yuan F.-T., Wang J.-X., Jiang C., Jiang N., Wang L., et al., 2024, SCPMA, 67, 109811. doi:10.1007/s11433-024-2412-3

科学联系人：郑振亚 zhengzy@shao.ac.cn