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簡介:義大利國家天體物理研究所(INAF)米蘭分校的阿爾貝託·莫雷蒂和亞歷山德羅·卡切尼加發現了迄今為止最遙遠的黑洞PSO J0309+27,一箇中心存在著超大質量黑洞的活動星系核。

耀變體:超大質量的黑洞

天文學家發現的這顆耀變體距離我們足有130億光年之遠,它是一顆不斷以其寄主星系為食的超大質量黑洞,誕生之時宇宙僅有10億歲。

這顆耀變體雖已名聲在外,但你要想記住它的名字也並非易事:PSO J030947.49+271757.31,簡稱PSO J0309+27,是一個古老的黑洞,由義大利英蘇布里亞大學的研究團隊發現。該研究團隊由阿爾貝託·莫雷蒂(Alberto Moretti)和亞歷山德羅·卡切尼加(Alessandro Caccianiga)指導,服務於義大利國家天體物理研究所(INAF)。

義大利天文學家揭開宇宙古老的面紗

該小組由英蘇布里亞大學的博士生西爾維婭·貝拉迪特塔(Silvia Belladitta)帶領,猜測這顆天體與地球相距甚遠;同時,斯威夫特太空望遠鏡(Swift Space Telescope)的觀察顯示,該天體的X射線能量特徵與其他耀變體的特徵相吻合。

透過用美國格拉漢姆山國際天文臺大雙筒望遠鏡(LBT)的光學多雙目標光譜儀(MODS)進行觀測,天文學家證實了該天體就是一顆古老的耀變體,也確定了它是迄今觀察到與我們相距最遠的耀變體。

耀變體活躍於宇宙天體中活動性最強、最明亮的區域,我們將該區域稱為“活動星系核”(AGN)——在各星系的核心區,超大質量黑洞(SMBHs)瘋狂攪動併吞噬著天體。天文學家可以透過觀測這些超大質量黑洞周圍盤狀或球狀的電離氣體,判斷它們是否活躍。這些電離氣體為耀變體向外輻射提供燃料,使其得以向星系內部空間噴射出數倍於自身長度的噴流。

古老的黑洞:發現之偶然,研究之艱難

耀變體會向外噴射強大的相對論性噴流,其亮度足以跨越宇宙,讓遠在130億年之後、130億光年之外的我們觀察到。然而,耀變體的噴流只有在其狹窄的光路上才能觀察到;因此,發現耀變體不僅是幸運的,還是十分困難的。更重要的是,此次發現的耀變體是目前發現的最古老、最遙遠的超大質量黑洞之一,光度也未因受宇宙塵而削減(對活動星系核的多數觀測活動都會受宇宙塵影響)。

因此,天文學家可以藉助完整的電磁光譜研究古老的黑洞,依據其特性構建出完整的影象。

《天文學與天體物理學》期刊上的一篇論文稱:“我們所觀察到的光譜首先證實了PSO J0308+27確實為活動星系核,即中央核區極其明亮的星系,因為該星系中心存在超大質量黑洞,不斷吞噬氣體和恆星。”“此外,LBT獲得的資料也證實了PSO J0209+27與我們相距甚遠,PSO J0209+27的紅移記錄值為6.1,超過所有類似天體的測得值。”

誠然,隨著天文界日益網路化並不斷採用更先進的陸基和天基望遠鏡,我們一定會有更多類似的天文新發現。此外,研究古老的黑洞也十分有助於我們理解宇宙的演化模式。

活動星系核

(圖解:活動星系的內部結構)

活動星系核(AGN)是星系中心的一個緊密區域,其光度遠高於普通星系的值,部分波段,甚至全部波段都會發出很強的電磁波譜,該特徵表明此類光度並非由恆星產生。頻率如此之高的非恆星輻射可見於在無線電、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線以及伽馬射線波段。有著活動星系核的星系叫做活動星系,天文學家認為,活動星系核之所以能夠發出射線,是因為宿主星系中心的超大質量黑洞不斷進行著物質吸積活動。

在宇宙中,活動星系核是電磁輻射最明亮、最持久的來源,因此可以幫助我們發現遙遠的天體。活動星系核的演化作為一種宇宙時間函式,也對宇宙模型的演化進行了約束。我們所觀測到的活動星系核之特性,一般受多種屬性因素影響,包括中心黑洞的質量、黑洞吸積氣體的速率、吸積盤的方向、星系核間宇宙塵的消光度、噴流的存在與否等。基於已觀察到的特性,天文學家已經將活動星系核定義為多個子類,其中,能量最強的活動星系核歸屬於“類星體”。

FY:Bévis

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