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宇宙中最早的超大质量黑洞和类星体

发布2021年1月15日,

已知的最远的类星体已经被发现。这颗类星体在宇宙大爆炸6.7亿年后才被观测到,它的亮度是银河系的1000倍。它是由已知最早的超大质量黑洞提供能量的,该黑洞的质量是太阳的16亿倍以上。

这颗观测于130亿年前的完全形成的遥远类星体也是迄今为止发现的最早的类星体,为天文学家深入了解早期宇宙中巨大星系的形成提供了依据。该结果于今天在美国天文学会2021年1月的会议上公布。

艺术家对准J0313-1806的印象。艺术家Quasar J0313-1806的印象,显示了超大分离的黑洞和极高的速度风。Quasar只有6700万年的大爆炸,比银河系更清晰1000倍,并由最早的已知超大迹象的黑洞供电,这在超过16亿倍的太阳质量。图像信用:诺尔布/ nsf / aura / j。达西瓦

类星体是宇宙中能量最大的天体,其动力来自于巨大的超大质量黑洞的疯狂进食。当超大质量黑洞周围过热的吸积盘中的气体被无情地吸向内部,通过电磁波谱释放能量时,它们就会发生。类星体发出的电磁辐射量是巨大的,质量最大的类星体的亮度很容易超过整个星系。今天,一个国际天文学家小组宣布发现了J0313-1806,这是迄今为止已知的最远的类星体。[1]

“最遥远的类星体对于理解最早的黑洞是如何形成的,以及理解宇宙再电离——我们宇宙的最后一个主要阶段转变,都是至关重要的,”该研究的合著者、亚利桑那大学天文学Regents教授Xiaohui Fan说

J0313-1806是在130亿年前发现的。作为已知的距离最远的类星体,它也是最早的类星体,在大爆炸后大约6.7亿年才完全形成。这颗新的类星体的亮度是太阳的10万亿倍,这意味着它释放出的能量是整个银河系的1000倍。

艺术家对类星体J0313-1806的印象(标签)。艺术家对类星体J0313-1806的印象,显示了超大质量黑洞和极高速度的风。大爆炸后仅6.7亿年,这颗类星体的亮度是银河系的1000倍,由已知最早的超大质量黑洞驱动,黑洞的质量是太阳的16亿倍以上。信贷:NOIRLab/NSF/AURA/J.da Silva

这种Quasar的力量的来源是一个超级分类的黑洞,与太阳一样大的巨大巨大 - 目前已知在宇宙中的最早的黑洞。[3]

在宇宙历史的早期,如此巨大的黑洞的存在对黑洞形成理论提出了挑战,因为天文学家需要解释它是如何在几乎没有时间的情况下形成的。亚利桑那大学(University of Arizona) NASA哈勃研究员、该研究论文的主要作者王菲(Feige Wang)解释说:“由最初的大质量恒星创造的黑洞不可能在短短几亿年时间里变得这么大。”

使用各种望远镜导致这次发现的观察结果,包括三个国家科学基金会诺尔拉布设施 - 该Víctor M. Blanco 4米望远镜塞罗托洛洛美洲天文台双子座南,及双子座北.来自布兰科望远镜的数据,作为德西遗产成像调查,通过天文数据实验室NOIRLab社区科学与数据中心(CSDC),有助于首次识别J0313-1806,而双子座南部的观测被用来确认它是一个类星体。夏威夷-双子座北部和北部两个Maunakea天文台的高质量光谱凯克天文台-用来测量中心超大质量黑洞的质量。

“最遥远的泉源和最早的黑洞是宇宙历史上的重要标志,”节目主任马丁国家科学基金会仍然存在。“研究人员组合了几个NSF的Noirlab设施来实现这一发现。”

双子座北天文台和凯克天文台的观测发现,除了对巨型黑洞进行称重外,该类星体还以高速风的形式发出极快的气流,其速度为光速的20%。“如此高速的外流所释放的能量足以影响整个类星体主星系中的恒星形成,”该星系博士后彼得·斯特里特(Peter A.Stritttmatter)研究员杨金义(Jinyi Yang)说斯图尔特天文台在亚利桑那大学这是已知的类星体塑造其宿主星系成长的最早例子,使J0313-1806成为未来观测的一个有希望的目标。

承载着J0313-1806的星系正在经历一场恒星形成的爆发,产生新恒星的速度是银河系的200倍。这种强烈的恒星形成、发光的类星体和高速的流出相结合,使J0313-1806及其宿主星系成为了解早期宇宙中特大质量黑洞及其宿主星系成长的天然实验室。

“这将是研究最早超大质量黑洞形成的一个伟大目标,”王菲歌总结道。“我们还希望了解更多关于类星体外流对其宿主星系的影响,以及了解早期宇宙中最大的星系是如何形成的。”

笔记

[1]红移为7.64。

[2]有两个相变宇宙的。

[3]在天文学中,距离和时间紧密地交织在一起,因为来自遥远物体的光需要时间到达地球上的观察者。我们看到的太阳是8分钟前的样子,我们对银河系中心的最新观测显示,它是25000多年前的样子。天文学家从地球看得越远,他们看到的时间就越早。

更多的信息

这项研究发表在美国天文学会第237次会议的论文“红移7.642的发光类星体”中。这项研究已被英国政府接受天体物理学杂志快报

该团队由王菲格(亚利桑那大学Steward天文台)、杨金毅(亚利桑那大学Steward天文台)、范晓辉(亚利桑那大学Steward天文台)、约瑟夫·f·亨纳维(加州大学圣巴巴拉分校和马克斯·普朗克天文研究所)、Aaron J. Barth(加州大学欧文分校)、Eduardo Banados(马克斯·普朗克天文研究所),Fuyan Bian(欧洲南方天文台),Konstantina Boutsia(欧洲南方天文台),Thomas Connor(喷气推进实验室),Frederick B. Davies(劳伦斯·伯克利国家实验室和马克斯·普朗克天文研究所),Roberto deckarl (INAF),Anna-Christina Eilers (MIT-Kavli天文物理与空间研究所),Emanuele Paolo Farina (Max Planck天文物理研究所),Richard Green (Steward Observatory, University of Arizona), Linhua Jiang (Peking University Kavli天文与天体物理研究所),Jiang- tao Li (University of Michigan),Chiara Mazzucchelli(欧洲南方天文台),Riccardo Nanni(加州大学圣巴巴拉分校),Jan-Torge Schindler(马普朗克天文研究所),Bram Venemans(马普朗克天文研究所),Fabian Walter(马普朗克天文研究所),吴学兵(北京大学卡弗里天文与天体物理研究所、天文系),岳明浩(美国亚利桑那大学Steward天文台)。

资料来源:双子座

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