距離地球130億光年!天文學家發現最遙遠、最古老的耀變體

2020-11-26 騰訊網

這一發現暗示了在原始宇宙中存在許多類似星系，但因為噴流方向，使之很難被直接探測到。

騰訊太空訊 天文學家利用亞利桑那州大型雙筒望遠鏡天文臺(LBTO)設備，最近發現了一個距地球130億光年、被命名為PSOJ0309+27的耀變體（Blazar）。這是迄今為止觀測到的最遙遠、最古老的耀變體。

該研究小組由義大利英蘇布裡亞大學博士生西爾維婭·貝拉蒂塔領導，研究論文發表在最近出版的《天文學與天體物理學》雜誌上。義大利國家天體物理研究所(INAF)研究員以及一個國際研究小組對此提供指導。

什麼是活動星系核？什麼類星體？什麼是耀變體？

圖註：活動星系核是由黑洞驅動的天體物理現象，根據觀測角度的不同，可分為類星體、耀變體和射電星系。

活躍星系核(AGN)，是指活躍星系的核心部分，上世紀五六十年代，科學家就對此有了一定認識。

活躍星系中心存在著超大質量黑洞(SMBHs)，能吞噬物質並釋放電磁能量，使核心區域光度遠超宿主星系，因此，活躍星系核通常也代指整個活躍星系。

1978年，天文學家愛德華·施皮格爾(Edward Speigel)提出類星體概念，這是一種距地球極遠、能量極高的活動星系核。而朝地球方向有物質噴流的類星體則被稱為耀變體。

天文學家是如何發現這顆耀變體的？

圖註：亞利桑那州大型雙筒望遠鏡

據研究報告，該耀變體是由甚大望遠鏡陣列(VLA)巡天觀測數據與泛星計劃(Pan-STARRS)首個望遠鏡PS1資料庫交叉匹配選定。然後，研究小組使用斯威夫特天文臺和大型雙筒望遠鏡(LBT)進行觀測。

天文學家早前就猜測PSO J0309+27距離很遠。利用斯威夫特上的X射線望遠鏡觀測表明，該耀變體和其他已知耀變體類似，在X射線波段非常明亮。利用LBT上的MODS光譜儀獲得的光學觀測數據，證實了這是迄今為止觀測到的距地球最遠的耀變體。

像所有耀變體一樣，PSO J0309+27是一個明亮的射電源，有一股接近光速的高能粒子流，也稱相對論性噴流，從其中心向外延伸。但這些噴射流只能在狹窄的視線範圍內看到，這就使探測變得相當困難。

該耀變體距地球130億光年，也就是說，在大爆炸後不到10億年，該耀變體就開始活動。更重要的是，這是已知最早的未被塵埃遮蓋的活躍星系核之一，天文學家得以在整個電磁光譜中對其進行研究。

貝拉蒂塔在INAF最近一次新聞發布會上說道：「大家看到的光譜，首先證實了PSO J0309+27是一個活躍星系核。此外，根據LBT獲得的數據，也證實了PSO J0309+27確實離我們很遠，紅移測量值為創紀錄的6.1。

簡言之，PSO J0309+27是迄今為止在這種距離下觀測到的最強大的持久無線電和X射線源。」

基於對LBT的觀察數據，該研究小組估計，該耀變體中心黑洞質量大約是太陽的10億倍。相比之下，銀河系中心黑洞人馬座A*的質量只由太陽的400萬倍。

這一發現暗示了在原始宇宙中存在許多類似星系，但因為噴流方向，使之很難被直接探測到。因此，耀變體PSO J0309+27的存在，允許天文學家能夠量化在早期宇宙中，擁有相對論性噴流的活動星系核的數量。該發現還對理解超大質量黑洞的起源具有重要意義。

研究小組還預計，未來幾年內，隨著新一代望遠鏡的使用，很可能會發現更古老的耀變體，而進一步研究則能為宇宙演化提供新的見解。

翻譯：羽佳 審核：喬輝

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