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距离地球130亿光年!天文学家发现最遥远、最古老的耀变体

这一发现暗示了在原始宇宙中存在许多类似星系,但因为喷流方向,使之很难被直接探测到。

腾讯太空讯 天文学家利用亚利桑那州大型双筒望远镜天文台(LBTO)设备,最近发现了一个距地球130亿光年、被命名为PSOJ0309+27的耀变体(Blazar)。这是迄今为止观测到的最遥远、最古老的耀变体。

该研究小组由意大利英苏布里亚大学博士生西尔维娅·贝拉蒂塔领导,研究论文发表在最近出版的《天文学与天体物理学》杂志上。意大利国家天体物理研究所(INAF)研究员以及一个国际研究小组对此提供指导。

什么是活动星系核?什么类星体?什么是耀变体?

图注:活动星系核是由黑洞驱动的天体物理现象,根据观测角度的不同,可分为类星体、耀变体和射电星系。

活跃星系核(AGN),是指活跃星系的核心部分,上世纪五六十年代,科学家就对此有了一定认识。

活跃星系中心存在着超大质量黑洞(SMBHs),能吞噬物质并释放电磁能量,使核心区域光度远超宿主星系,因此,活跃星系核通常也代指整个活跃星系。

1978年,天文学家爱德华·施皮格尔(Edward Speigel)提出类星体概念,这是一种距地球极远、能量极高的活动星系核。而朝地球方向有物质喷流的类星体则被称为耀变体。

天文学家是如何发现这颗耀变体的?

图注:亚利桑那州大型双筒望远镜

据研究报告,该耀变体是由甚大望远镜阵列(VLA)巡天观测数据与泛星计划(Pan-STARRS)首个望远镜PS1数据库交叉匹配选定。然后,研究小组使用斯威夫特天文台和大型双筒望远镜(LBT)进行观测。

天文学家早前就猜测PSO J0309+27距离很远。利用斯威夫特上的X射线望远镜观测表明,该耀变体和其他已知耀变体类似,在X射线波段非常明亮。利用LBT上的MODS光谱仪获得的光学观测数据,证实了这是迄今为止观测到的距地球最远的耀变体。

像所有耀变体一样,PSO J0309+27是一个明亮的射电源,有一股接近光速的高能粒子流,也称相对论性喷流,从其中心向外延伸。但这些喷射流只能在狭窄的视线范围内看到,这就使探测变得相当困难。

该耀变体距地球130亿光年,也就是说,在大爆炸后不到10亿年,该耀变体就开始活动。更重要的是,这是已知最早的未被尘埃遮盖的活跃星系核之一,天文学家得以在整个电磁光谱中对其进行研究。

贝拉蒂塔在INAF最近一次新闻发布会上说道:“大家看到的光谱,首先证实了PSO J0309+27是一个活跃星系核。此外,根据LBT获得的数据,也证实了PSO J0309+27确实离我们很远,红移测量值为创纪录的6.1。

简言之,PSO J0309+27是迄今为止在这种距离下观测到的最强大的持久无线电和X射线源。”

基于对LBT的观察数据,该研究小组估计,该耀变体中心黑洞质量大约是太阳的10亿倍。相比之下,银河系中心黑洞人马座A*的质量只由太阳的400万倍。

这一发现暗示了在原始宇宙中存在许多类似星系,但因为喷流方向,使之很难被直接探测到。因此,耀变体PSO J0309+27的存在,允许天文学家能够量化在早期宇宙中,拥有相对论性喷流的活动星系核的数量。该发现还对理解超大质量黑洞的起源具有重要意义。

研究小组还预计,未来几年内,随着新一代望远镜的使用,很可能会发现更古老的耀变体,而进一步研究则能为宇宙演化提供新的见解。

翻译:羽佳 审核:乔辉

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