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https://www.vice.com/en_us/article/5dmj4x/an-ancient-black-hole-as-heavy-as-a-billion-suns-is-pointed-right-at-us

翻譯：liufeng

校對：DAIKIN

編排：田橙橙

後臺：庫特莉亞芙卡 李子琦

被發現了，一個巨獸級黑洞正在瞄準我們

有那麼一種巨型黑洞，它極其明亮、威力巨大，它強大的噴流可以將星系穿出一個洞。這樣的黑洞驅動著一個叫做耀變體的天體——人類迄今發現的最為古老的天體，它從遙遠的早期宇宙向我們發出強大的射電訊號。

耀變體藝術想象圖

科學家上週發現了最古老，最遙遠的“耀變體”（Blazar），這是一個在時空邊緣的超大品質黑洞。該天體有著近130億年的高齡，要知道宇宙的年齡也就138億年不到。儘管它離我們如此遙遠，但它耀眼的“光芒”卻讓科學家無法不注意到它。其“聒噪”的射電訊號放肆地叫囂著它就是遙遠天邊最亮的秀兒！

上週五在《天文學與天體物理學》雜誌上，由義大利英蘇布里亞大學的博士研究生斯爾維亞·貝拉迪塔（Silvia Belladitta）領導的一個研究小組宣佈發現了這個最遙遠的耀變體。這個耀變體被命名為PSO J030947.49 + 271757.3（簡稱PSO J0309 + 27）。研究發現，它的紅移值為6.1，是已知最高的一個。紅移在天文學裡是測量天體距離的一個標尺，即利用發光物體的光線頻率（顏色）的偏移來測量發光天體的距離。根據宇宙大爆炸理論，離我們越遠的天體遠離我們的速度越快，其光譜會產生更大的紅移。因此一般來說，天體的紅移越大，說明它距離我們越遠。

天體紅移越大，離我們越遠

耀變體是一類特殊的活動星系核（AGN）——有著超大品質黑洞的星系核區。核區裡的超大品質黑洞瘋狂吞噬氣體、星際塵埃和恆星等物質。當這些物質落入黑洞時，就會變得異常熾熱並釋放出巨大的能量，並激發出以接近光速傳播的物質和輻射光束。這也是人類目前知道的，質能轉換效率最高的一種能量生產方式。轉換成活動星系核的過程中可產生爆炸性噴流，其強度足以穿透附近的星系團。

耀變體與普通活動星系核的區別是它們的指向不同，耀變體的噴流是對著地球方向的。這樣一來，耀變體就成為天空中最明亮的天體，它們可以用來估算具有類似輻射量的活動星系核的總體數量。請不用擔心，因為耀變體距離我們太過遙遠，其噴流並不會威脅到地球（封面圖並不是按照實際距離比例繪製的）。

貝拉迪塔說：“觀測耀變體是極其重要的。當我們發現了一個耀變體，就可以知道還有100個類似的天體等著我們去發現。只是它們恰好沒有指向我們，亮度太弱，沒法讓我們直接看到。”

貝拉迪塔和她的同事們結合多個天文臺的觀測資料發現了PSO J0309 + 27。研究小組最開始通過新墨西哥州美國國家射電天文臺（NRAO）的超大型陣列（VLA）發現了很強的射電訊號，之後還使用了夏威夷的全景巡天望遠鏡和快速反應系統（Pan-STARRS）以及廣域紅外巡天空間望遠鏡（WISE）進行觀測。

美國國家射電天文臺（NRAO）的超大型陣列（VLA）天線

上述觀測結果足以證明PSO J0309 + 27的存在，但是精確的定量測量則是通過亞利桑那大學的大型雙筒望遠鏡（LBT）完成的，測量結果確認該物體是迄今為止觀察到的最遙遠和最古老的耀變體。美國宇航局（NASA）的斯威夫特（Swift）太空望遠鏡對該耀變體的輻射進行了進一步檢測，結果也表明該耀變體是“有史以來發現的射電訊號最強大的活動星系核”。

亞利桑那大學8.4米大型雙筒望遠鏡(LBT)

貝拉迪塔解釋道：“出現在我們眼前的光譜首先證實了PSO J0309 + 27確實是一個活動星系核。此外，大型雙筒望遠鏡獲得的資料還證實PSO J0309 + 27的確離我們很遠，它具有破紀錄的6.1的紅移值，以前從未在類似的天體上測出這麼大的紅移數值。”

綜合這些觀測結果，研究小組估計PSO J0309 + 27中心的超大品質黑洞比太陽大10億倍。相比之下，我們所在的銀河系中心的超大品質黑洞就很小了，只有太陽品質的400萬倍。

PSO J0309 + 27的發現對研究超大品質黑洞的起源具有重要的意義，超大品質黑洞在宇宙中普遍存在，並對宇宙的演化有著深遠的影響。貝拉迪塔說：“基於我們的發現，我們可以證明在宇宙誕生後的10億年內，存在著大量發射強大相對論噴流的超大品質黑洞。”

中微子與耀變體噴流

她還補充說：“我們的研究結果對於進一步完善宇宙巨型黑洞起源的理論模型起到了積極的推動作用。”

此外，研究小組還預計，隨著更靈敏的新一代望遠鏡在未來幾年內投入使用，尤其是智利的維拉·魯賓天文臺（Vera C. Rubin Observatory）的啟用，天文學家很可能會發現其他古老的耀變體。這些更強大的天文臺能給遙遠的宇宙拉點“特寫”，讓我們能進一步了解現在的宇宙環境究竟是如何形成的。

好的，我來總結一下。

活動星系核（AGN）是一種早期宇宙天體，中心為巨型黑洞，兩端具有強大的噴流。如果噴流正對著地球，這個活動星系核就稱為耀變體（Blazar）。以前有一種天體叫類星體大家搞不明白是什麼，類星體花名叫做Quasar，中文音譯“魁霎”，後來發現類星體其實也是活動星系核。類星體和耀變體應該是有點親戚關係，他們的花名都是“霎”字輩的，總之都怪嚇人的。這次發現的最遠的耀變體紅移6.1，年齡130億年，跟宇宙差不多歲數。雖然比銀河系中央黑洞不知道大到哪裡去了，它的噴流強大到能射穿星系團，可是它的噴流並不會把我們射死，因為它離我們實在是太遠了。

當然在耀變體的知識增加之餘，令我震驚的還有，亞利桑那大學的那個雙筒望遠鏡，口徑的零頭都比我那個8x35大10多倍，我不禁羞愧地低下了頭。

牧夫新媒體編輯部

『天文溼刻』 牧夫出品

Milky Way and Zodiacal Light over Chile Image Credit & Copyright: Roman Ponča (ht: Masaryk U.)