科學家發現128億光年外120億倍黑洞

  據國外媒體報道,來自北京大學和亞利桑那大學的國際研究小組宣佈,他們對早期宇宙中的類星體進行了觀測研究,發現了一個超級明亮的類星體,其背後隱藏著超大質量黑洞。該類星體被命名為SDSS J0100+2802,超大質量黑洞的質量接近120億倍太陽質量,亮度相當於太陽的420萬億倍,距離我們大約128億光年

  SDSS J0100+2802

   這個發現意味著該類星體存在於宇宙大爆炸之後的9億年時間內,而且是早期宇宙中最亮的類星體。該論文的合著者樊曉輝(Xiaohu Fan)介紹:超亮類星體的發現為科學家研究早期宇宙黑洞的演化提供了契機,但這也是一個重大的難題。

SDSS J0100+2802類星體亮度與質量的關係圖

  在對早期宇宙黑洞的研究過程中,科學家使用了位於亞利桑那州圖森市的史都華天文台,認為新發現的類星體存在於早期宇宙中,當時宇宙中的恆星和星系剛出現不久,那麼如此大的類星體演化應該令人非常著迷。

  要知道該類星體背後由質量達到百億太陽質量的恐怖黑洞所驅動,那麼該黑洞與宿主星系的關係是怎樣的呢?顯然這個類星體為我們提供了早期黑洞演化的宇宙實驗室,從中可以揭開宇宙星系與黑洞的早期關係。

黑洞演化

  自1963年以來,類星體成為宇宙中的超級“怪物”,是銀河系之外最強大的天體,其能量來自背後隱藏的超大質量黑洞。由於科學家採用了新一代數字巡天觀測,目前已經發現了超過20萬個類星體,年齡跨度介於大爆炸之後7億年至今天。新發現的類星體SDSS J0100 + 2802是目前已知類星體中最亮的,背後隱藏著質量達到120億倍太陽質量的黑洞,同時其也是高紅移天體。

類星體

  相比較而言,銀河系中央的黑洞質量僅為400萬倍太陽質量,而這個遙遠類星體的質量是它的3000倍。最初發現該類星體的科學家來自北京大學的吳學兵教授,使用了位於雲南麗江的2.4米口徑望遠鏡。

  之後該研究小組通過美國亞利桑那州南部的大雙筒望遠鏡(LBT)和格雷厄姆山6.5米多鏡面望遠鏡(MMT)對黑洞的質量和距離進行了精確觀測,同時來自智利的6.5米直徑麥哲倫望遠鏡和位於夏威夷莫納克亞山的雙子座北站望遠鏡也進行了驗證性觀測。圖為大雙筒望遠鏡。

大雙筒望遠鏡(LBT)

  吳學兵教授的研究團隊目前已經開發出一種基於可見光和近紅外的方法來有效觀測早期宇宙的類星體,使用了來自斯隆數字巡天數據和美國宇航局廣域紅外望遠鏡的數據。從SDSS J0100+2802的編號也可以看出,該類星體的發現建立在斯隆數字巡天的數據之上。

格雷厄姆山6.5米多鏡面望遠鏡(MMT)

  大雙筒望遠鏡的科學顧問委員會認為,SDSS J0100+2802的研究成果是個偉大的成就,證明了該望遠鏡平台能夠對早期宇宙的類星體進行更加深入地觀測,LBT望遠鏡在超靈敏光學與紅外攝譜儀方面可提供高精度的類星體數據。

LBT望遠鏡超靈敏光學與紅外攝譜儀

  為了進一步研究類星體的性質,研究小組還將繼續研究超大質量黑洞的物理過程,並通過更多國際天文望遠鏡平台展開調查,比如哈勃空間望遠鏡和錢德拉X射線望遠鏡等。

錢德拉X射線望遠鏡




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