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文章来源:


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


原作者:Becky Ferreira


翻译:liufeng


校对:DAIKIN


编排:田橙橙


后台:库特莉亚芙卡 李子琦


被发现了,一个巨兽级黑洞正在瞄准我们


有那么一种巨型黑洞,它极其明亮、威力巨大,它强大的喷流可以将星系穿出一个洞。这样的黑洞驱动着一个叫做耀变体的天体——人类迄今发现的最为古老的天体,它从遥远的早期宇宙向我们发出强大的射电信号。


耀变体艺术想象图


科学家上周发现了最古老,最遥远的“耀变体”(Blazar),这是一个在时空边缘的超大质量黑洞。该天体有着近130亿年的高龄,要知道宇宙的年龄也就138亿年不到。尽管它离我们如此遥远,但它耀眼的“光芒”却让科学家无法不注意到它。其“聒噪”的射电信号放肆地叫嚣着它就是遥远天边最亮的秀儿!


上周五在《天文学与天体物理学》杂志上,由意大利英苏布里亚大学的博士研究生斯尔维亚·贝拉迪塔(Silvia Belladitta)领导的一个研究小组宣布发现了这个最遥远的耀变体。这个耀变体被命名为PSO J030947.49 + 271757.3(简称PSO J0309 + 27)。研究发现,它的红移值为6.1,是已知最高的一个。红移在天文学里是测量天体距离的一个标尺,即利用发光物体的光线频率(颜色)的偏移来测量发光天体的距离。根据宇宙大爆炸理论,离我们越远的天体远离我们的速度越快,其光谱会产生更大的红移。因此一般来说,天体的红移越大,说明它距离我们越远。


天体红移越大,离我们越远


耀变体是一类特殊的活动星系核(AGN)——有着超大质量黑洞的星系核区。核区里的超大质量黑洞疯狂吞噬气体、星际尘埃和恒星等物质。当这些物质落入黑洞时,就会变得异常炽热并释放出巨大的能量,并激发出以接近光速传播的物质和辐射光束。这也是人类目前知道的,质能转换效率最高的一种能量生产方式。转换成活动星系核的过程中可产生爆炸性喷流,其强度足以穿透附近的星系团。


耀变体与普通活动星系核的区别是它们的指向不同,耀变体的喷流是对着地球方向的。这样一来,耀变体就成为天空中最明亮的天体,它们可以用来估算具有类似辐射量的活动星系核的总体数量。请不用担心,因为耀变体距离我们太过遥远,其喷流并不会威胁到地球(封面图并不是按照实际距离比例绘制的)。


贝拉迪塔说:“观测耀变体是极其重要的。当我们发现了一个耀变体,就可以知道还有100个类似的天体等着我们去发现。只是它们恰好没有指向我们,亮度太弱,没法让我们直接看到。”


贝拉迪塔和她的同事们结合多个天文台的观测数据发现了PSO J0309 + 27。研究小组最开始通过新墨西哥州美国国家射电天文台(NRAO)的超大型阵列(VLA)发现了很强的射电信号,之后还使用了夏威夷的全景巡天望远镜和快速反应系统(Pan-STARRS)以及广域红外巡天空间望远镜(WISE)进行观测。


美国国家射电天文台(NRAO)的超大型阵列(VLA)天线


上述观测结果足以证明PSO J0309 + 27的存在,但是精确的定量测量则是通过亚利桑那大学的大型双筒望远镜(LBT)完成的,测量结果确认该物体是迄今为止观察到的最遥远和最古老的耀变体。美国宇航局(NASA)的斯威夫特(Swift)太空望远镜对该耀变体的辐射进行了进一步检测,结果也表明该耀变体是“有史以来发现的射电信号最强大的活动星系核”。


亚利桑那大学8.4米大型双筒望远镜(LBT)


贝拉迪塔解释道:“出现在我们眼前的光谱首先证实了PSO J0309 + 27确实是一个活动星系核。此外,大型双筒望远镜获得的数据还证实PSO J0309 + 27的确离我们很远,它具有破纪录的6.1的红移值,以前从未在类似的天体上测出这么大的红移数值。”


综合这些观测结果,研究小组估计PSO J0309 + 27中心的超大质量黑洞比太阳大10亿倍。相比之下,我们所在的银河系中心的超大质量黑洞就很小了,只有太阳质量的400万倍。


PSO J0309 + 27的发现对研究超大质量黑洞的起源具有重要的意义,超大质量黑洞在宇宙中普遍存在,并对宇宙的演化有着深远的影响。贝拉迪塔说:“基于我们的发现,我们可以证明在宇宙诞生后的10亿年内,存在着大量发射强大相对论喷流的超大质量黑洞。”


中微子与耀变体喷流


她还补充说:“我们的研究结果对于进一步完善宇宙巨型黑洞起源的理论模型起到了积极的推动作用。”


此外,研究小组还预计,随着更灵敏的新一代望远镜在未来几年内投入使用,尤其是智利的维拉·鲁宾天文台(Vera C. Rubin Observatory)的启用,天文学家很可能会发现其他古老的耀变体。这些更强大的天文台能给遥远的宇宙拉点“特写”,让我们能进一步了解现在的宇宙环境究竟是如何形成的。


好的,我来总结一下。


活动星系核(AGN)是一种早期宇宙天体,中心为巨型黑洞,两端具有强大的喷流。如果喷流正对着地球,这个活动星系核就称为耀变体(Blazar)。以前有一种天体叫类星体大家搞不明白是什么,类星体花名叫做Quasar,中文音译“魁霎”,后来发现类星体其实也是活动星系核。类星体和耀变体应该是有点亲戚关系,他们的花名都是“霎”字辈的,总之都怪吓人的。这次发现的最远的耀变体红移6.1,年龄130亿年,跟宇宙差不多岁数。虽然比银河系中央黑洞不知道大到哪里去了,它的喷流强大到能射穿星系团,可是它的喷流并不会把我们射死,因为它离我们实在是太远了。


当然在耀变体的知识增加之余,令我震惊的还有,亚利桑那大学的那个双筒望远镜,口径的零头都比我那个8x35大10多倍,我不禁羞愧地低下了头。


责任编辑:鄢淑澜


牧夫新媒体编辑部


Milky Way and Zodiacal Light over Chile
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