在我们眼里,天空最亮的物体非太阳莫属,但若与宇宙的类星体相比,太阳就像一颗 10W 灯泡。现在,天文学家已发现迄今最明亮、最刺眼的类星体 J043947.08+163415.7,光度达太阳 600 兆倍,它的存在划亮了早期宇宙的黑暗时期。
大多数星系核心都有一个超大质量黑洞,质量从百万至数十亿倍太阳质量不等,但有少数星系的核心光度异常高,在无线电、微波、红外线、可见光、紫外、X 光、γ 射线等波段都能观测到,称为活跃星系核(active galactic nucleus,AGN),而类星体就是能量最强大的活跃星系核。
发现类星体 J043947.08+163415.7 之前,全宇宙最亮物体的纪录保持者是另一个类星体 SDSS J0100 + 2802,距离我们 128 亿光年,光度为太阳 420 兆倍;而迄今发现最明亮的星系则是 W2246-0526,距离地球 124 亿光年,亮度达太阳 350 兆倍。
新研究主要作者、亚利桑那大学美籍华裔天文学家樊晓晖(Xiaohui Fan)团队,利用哈伯太空望远镜与重力透镜效应发现了类星体 J043947.08+163415.7,且其中心黑洞质量达太阳数亿倍。
当某个星系(或星系团、黑洞)的位置恰好卡在地球与遥远物体中间时,这个星系的重力会导致遥远物体发出的光线沿着重力场“弯曲”,中间星系犹如一个透镜,可以“放大”远处天体达 3 倍、亮度则放大 50 倍,致使望远镜能看见百亿光年外的宇宙元老。
如果不太懂,你可以看下方影片的模拟情境图。
发现这些处于早期宇宙的类星体对天文学家而言非常重要,因为这意味着类星体形成恒星的速度比以前想像快,根据位于夏威夷的詹姆斯·克拉克·马克士威(James Clerk Maxwell)望远镜观测,类星体的宿主星系遍布热尘,表明在类星体搅动下,可能促使星系每年生成逾 10,000 颗恒星;做个比较,银河系一年只能生出一个。
虽然受到重力透镜影响,我们难以精确测量远方星系的恒星数量,但至少超遥远类星体可以让天文学家深入了解,超大质量黑洞如何影响早期恒星形成,为宇宙进化提供线索。
目前,樊晓晖团队正在分析欧洲南方天文台(ESO)甚大望远镜针对该类星体拍摄 20 小时的光谱,可以辨别出早期宇宙星系际空间(intergalactic)的气体化学成分与温度。新论文发表在《天体物理学》期刊。
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(首图来源:ESA)
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