天文學家發現了我們宇宙中曾經見過的最遙遠的超大品質黑洞-這個比我們的太陽大了近十億倍的巨獸。
這也不是一個普通的黑洞,
而是一個被稱為類星體的活躍星體,
它被一個超高亮度,
高能量的旋轉氣體和塵埃盤圍繞著。
它的發現可以幫助科學家更多地瞭解當宇宙還很年輕的時候,
什麼樣的條件。
今天在“自然”和“天體物理學雜誌”上發表的研究中詳細介紹了這個物件 -給了我們一個很好的過去的快照。
它的光線距離我們已經有131億年的時間了。
由於宇宙大爆炸已經發生在138億年前,
天文學家正在看到這個黑洞,
就好像宇宙只有六億九千萬年前那樣。
在宇宙學的時間尺度上,
基本上就是宇宙只是一個小孩。
科學家們並不確定宇宙大爆炸之後形成的第一批恒星是什麼時候,
但是研究這個類星體中的氣體可以告訴我們當時宇宙是如何演化的。
而搜索仍然在尋找更遙遠的類星體,
可能是更早存在的類星體。
越是類星體,
我們發現更好的肖像天文學家可以描繪早期宇宙。
馬克斯·普朗克天文學研究所的黑洞研究員Bram Venemans告訴The Verge說: “我們已經可以從這個早期的宇宙中學到很多東西了,
當然你還需要更多的東西。
類星體組成了大品質星系的中心,
它們被認為是宇宙中最亮的物體之一。
其中的黑洞實際上並沒有發出任何的光,
但周圍的氣體和灰塵攪動得如此之快,
產生了太多的摩擦力,
所以發出了大量的光和熱。
然而,
從這些物體看到可見光基本上是不可能的,
因為類星體距離地球超遠。
這就是為什麼天文學家在紅外線或近紅外光中尋找類星體的波長比可以用專門的望遠鏡拾取的可見光波長長得多的波長。
科學家通過研究這種光線,
可以找出類星體究竟有多遠。
由於宇宙正在擴張,
遠處的類星體正在遠離地球,
使它們的光線延伸到更長的波長,
並變得更“紅”。
這是一個被稱為紅移的概念,
它可以告訴我們哪些類星體比其他類星體更遠。
一個物體越遠,
離我們越遠,
光線越向光譜的紅端移動越快。
這個最遙遠的類星體發現的藝術渲染,
被中性氫包圍。
Robin Dienel / Carnegie科學研究所的圖片尋找最遙遠的類星體對維尼曼和他的團隊來說是一個多年的過程,
包括卡內基科學研究所的愛德華多·巴納多斯(EduardoBañados)。
他們估計,
在整個天空的這些令人難以置信的極端距離上,
只有20到100個類星體。
更麻煩的是,
有時候,
被稱為褐矮星的恒星實際上看起來與類星體非常相似 -但是這些天體中的很多都存在於我們自己的星系中。
最終,
Bañados發現了一些他認為可能是遙遠的類星體的候選者,
然後用智利的麥哲倫望遠鏡進一步分析,
找到這個最新的物件。
到目前為止,
曾經發現的最遠的類星體被觀測到了130億光年,
所以它看起來就好像宇宙7.5億年前那樣。
這些新發現的類星體之間只有6000萬年的差距。
但那個時候,
6000萬年只是宇宙年齡的10%。
Bañados告訴The Verge說:“事情變化非常迅速。
事實上,
天文學家認為這個最新的類星體是在宇宙正經歷一個關鍵的過渡時期的時候。
在宇宙大爆炸之後數億年,
宇宙是一個相當無聊的地方,
通常被稱為黑暗時代。
沒有星星或黑洞,
而是一堆暗物質,
以及氫和氦氣傳遍整個。
最終,
這些基本要素將自行坍塌,
並聚到一起形成第一批明星。
而那些恒星會產生一束輻射,
從宇宙中的周圍氫氣中剝離掉電子。
這是宇宙歷史上被稱為“再生時代”的一個關鍵時刻,
在這個時代,
氫從中性轉變為離子化,
並使黑暗時代結束。
但是,
科學家們並不確定這種轉變的發生時間。
他們認為大爆炸發生在大約5億年後,
當宇宙達到10億年之後才完成,
但是確切的時間表很難縮小。
現在這個類星體正在提供一些答案。
天文學家通過研究這個天體的光,
發現類星體周圍的大部分氫仍然是中性的。
所以他們認為,
這個類星體是在“再生時代”中間存在的。
儘管如此,這個類星體還有一些方面讓天文學家感到困惑。比如,這個龐大的類星體究竟是如何存在的呢,這是很好奇的。黑洞需要相當長的時間才能獲得足夠的材料,才能長得這麼大,天文學家最初認為這個過程將花費超過6.9億年的時間。這就是為什麼天文學家打算繼續尋找像這樣的遙遠的類星體,以更好地理解當時的情況。“希望是他們不應該在那裡,但現在我們知道至少有一個,”Bañados補充說,“對於黑洞模型來說,真的很難解釋。
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儘管如此,這個類星體還有一些方面讓天文學家感到困惑。比如,這個龐大的類星體究竟是如何存在的呢,這是很好奇的。黑洞需要相當長的時間才能獲得足夠的材料,才能長得這麼大,天文學家最初認為這個過程將花費超過6.9億年的時間。這就是為什麼天文學家打算繼續尋找像這樣的遙遠的類星體,以更好地理解當時的情況。“希望是他們不應該在那裡,但現在我們知道至少有一個,”Bañados補充說,“對於黑洞模型來說,真的很難解釋。
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