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  • 观测到已知宇宙中,最遥远的耀变体,130亿年前就存在了

    尽管PSOJ030947.49+271757.31可能很难记住,但它是迄今为止观测到最远的一颗耀变体,它揭示了关于古代黑洞的重要细节,并对宇宙演化理论施加了严格的限制,它发出的光,大约是宇宙年龄不到10亿年的时候,几乎是130亿年前。PSO J0309+27简称为PSO J0309+27,由Insubria大学博士生Silvia Belladitta领导的一组研究人员发现。

    观测到已知宇宙中,最遥远的耀变体,130亿年前就存在了

    虽然怀疑该天体距离很远,而且来自SWIFT太空望远镜的观测显示,它的X射线能量与其他耀变体相当,但正是利用大型双筒望远镜(LBT)的光学多双目标光谱仪(MODS)获得的观测,证实了它是一颗打破纪录的遥远耀变体,是已知宇宙中观察到的最远一颗。耀变体是一类被称为活动星系核(AGN)天体中最亮的一种,活动星系核是星系中心的超大质量黑洞(SMBH)。

    观测到已知宇宙中,最遥远的耀变体,130亿年前就存在了

    它们之所以活跃,是因为它们周围存在一个电离气体的圆盘或球体,它们“助长”了在许多波长看到的发射。耀变体发出强大的相对论喷流,明亮到足以在整个宇宙中都能看到。耀眼的光束只能沿着狭窄的视线才能看到。如果地球不在那条视线内,天文学家很难辨认出它们,因此,检测对象可能非常困难。但更重要的是,这颗耀变体是最早、最遥远的超大质量黑洞之一,没有被尘埃遮蔽(与大多数活动星系核不同)。

    观测到已知宇宙中,最遥远的耀变体,130亿年前就存在了

    这使得天文学家可以在整个电磁光谱中研究这个天体,并建立其性质的完整图景,其研究发现发表在《天文学与天体物理》期刊上。研究的第一作者贝拉迪塔(Belladitta)说:出现在我们眼前的光谱首先证实了PSO J0309+27实际上是一个活动星系核(AGN),或者说是一个星系的中央核心非常明亮,因为它的中心存在一个由气体和它吞噬的恒星提供的超大质量黑洞。此外,LBT获得的数据也证实了PSO J0309+27确实离我们很远。

    观测到已知宇宙中,最遥远的耀变体,130亿年前就存在了

    根据光的颜色向红移,记录值为6.1,这是以前从未进行过测量的。因此,PSO J0309+27已被证明是原始宇宙中,自形成以来第一个十亿年内最强大的持久射电源。SWIFT卫星上的XRT望远镜观测也使天文学家有可能确定,即使是在X射线中,PSO J0309+27也是在这些距离观察到的最亮宇宙源。观察耀变体是非常重要的,对于每一个发现的这种类型射电源,肯定有100个相似的源,但大多数方向不同,因此太弱了,无法直接看到。

    观测到已知宇宙中,最遥远的耀变体,130亿年前就存在了

    因此,PSO J0309+27的发现,使天文学家第一次能够量化原始宇宙中存在的具有强大相对论喷流的活动星系核数量。这些早期的耀变体代表着今天存在于宇宙中所有超大质量的“种子”。从这些仍在开发中的新LBT观测中,天文学家还估计推动PSO J0309+27的中央引擎,是一个质量约为太阳10亿倍的黑洞。多亏了这项发现,我们能够说,在宇宙生命的头10亿年里,存在大量的大质量黑洞,它们发射出强大的相对论喷流。

    观测到已知宇宙中,最遥远的耀变体,130亿年前就存在了

    博科园|研究/来自:Large Binocular Telescope Corporation

    参考期刊《天文学与天体物理》

    DOI: 10.1051/0004-6361/201937395

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