來自罕見星系的最遠黑洞

2020-11-02 科技工作者


由黑洞驅動的星系「耀變體」非常罕見。

《天體物理學雜誌》當地時間10月27日報導，一個國際研究團隊利用世界上最大的光學望遠鏡——加納利大型望遠鏡（GTC）確認了一個極為罕見的伽馬射線發射星系「蝎虎天體」（BL Lac，天文學命名4FGL J1219.0+3653）。

團隊研究人員來自西班牙馬德裡大學粒子和宇宙物理研究所（IPARCOS@UCM）、德國電子同步加速器研究所（DESY）、美國加州大學河濱分校和克萊姆森大學。

伽馬射線是光最極端的形式，只有一小部分星系會發射伽馬射線。

天文學家認為，這些高能光子來自星系中心的超大質量黑洞附近，黑洞吞噬周圍的物質，並釋放出噴流（平行物質流和輻射）。這種星系被稱為活躍星系，只有不到1%的活躍星系會偶爾發射朝向地球的噴流。

科學家將此類特殊的活躍星系稱為「耀變體」，它們是宇宙中最強大的輻射源之一。耀變體分為兩種類型：BL Lac和平面光譜輻射類星體（FSRQs）。

目前，人類對這些神秘天體的理解是：FSRQs是相對年輕的活躍星系，其中心黑洞被大量塵埃和氣體環繞。隨著時間的推移，可以向黑洞提供的物質被大量消耗了，FSRQs進化成為BL Lac。簡單來說，BL Lacs是老年或者進化階段的耀變體，而FSRQs則是青壯年時期的耀變體。

IPARCOS@UCM研究人員Alberto Dominguez說：「光速是有極限的，因此我們觀測的距離越遠，就越能探索宇宙的『幼年』時期。」

天文學家認為，目前宇宙的年齡約為138億年。最遙遠的FSRQ是在宇宙「10億歲」的「距離」上確定的；與之對比，已知的最遙遠的BL Lac「位於」宇宙「25億歲」時。因此，FSRQ向BL Lac進化的假設似乎是可信的。

現在，新確定的4FGL J1219.0+3653打破了記錄。這一天體成型於8億年前，當時宇宙形成還不到20億年。

IPARCOS@UCM教授Nicolas Cardiel評價道：「新發現挑戰了『BL Lacs實際上是FSRQ進化階段』的觀點。」這或許意味著，人類對耀變體和活躍星系的宇宙演化認識可能會出現巨大變革。

編譯：德克斯特 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源：《天體物理學雜誌》

期刊編號：0004-637X

原文連結：https://phys.org/news/2020-10-grantecan-farthest-black-hole-rare.html

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