發現噴出光速粒子流最遙遠類星體,助解開早期宇宙超大質量黑洞成因

by:阿雀
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本文經授權轉載自友站科技新報文/ Emma stein 

一道看不見的強光跨越 130 億光年距離,終於來到地球眼前。科學家最近發現了迄今為止噴出接近光速粒子流的最遙遠類星體,將幫助我們更了解早期宇宙星系如何隨著時間形成與演化,也能幫助科學家更了解類星體與中心黑洞之間的關係。

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這次發現的「P172 + 18」是目前為止人類所知的最遙遠的電波源類星體。

Photo: 歐洲南方天文台

類星體是宇宙中極度明亮的天體,其中心通常有個活躍超大質量黑洞,當黑洞消耗周遭氣體時釋放能量,可發出跨越電波、紅外線、可見光、紫外線、X 射線、γ 射線等波長的輻射,功率也相當巨大,已知最強大類星體光度超過 1041 瓦特,是普通星系(如銀河系)數千倍,因此即使距離天文學家很遠也能被發現。

不過事實上,也只有約 10% 類星體被發現具有噴流,能在無線電頻率下看見兩道粒子流閃閃發亮,而最新發現的類星體 P172 + 18 就是如此。科學家首先透過甚大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT)確認發現 P172 + 18 的存在,接著利用麥哲倫望遠鏡辨識出它還是一個無線電波源,以接近光速的速度往兩個方向噴出粒子流,它發出的光在宇宙中行進了 130 億光年遠,直到現在才抵達地球眼前,是迄今為止已知最遙遠的電波源類星體。

當時,宇宙剛誕生 7.8 億年。

研究人員 Chiara Mazzucchelli 指出,P172 + 18 類星體由一個質量比太陽大 3 億倍的超大質量黑洞提供動力,以驚人的速度吞噬物質,由於天文學家相信超大質量黑洞的迅速增長與類星體強大噴流有關,這些噴流可能會擾亂黑洞周圍氣體,從而增加黑洞的進食速度,因此發現一個強電波類星體相當有用,能幫助解開早期宇宙黑洞如何迅速增長尺寸的謎團。

此外,類星體也被認為是使宇宙離子化的最早光源之一。大爆炸之後,宇宙曾經歷過一段充滿中性氫的不透明時期,大部分光射出後就被中性氣體吸收,直到某種原因電離了中性氫,才使宇宙逐漸變得透明。若能弄清宇宙被電離的過程,將有助於科學家重建早期宇宙年代。

只不過研究團隊的初步觀測時間太短,沒有足夠數據詳細研究該目標,接下來將透過甚大望遠鏡上的 X-shooter 儀器深入分析 P172 + 18 特徵,進一步確定黑洞質量、進食速度等。

新論文發表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。