天文学家发现迄今为止最遥远的耀变体

简介：意大利国家天体物理研究所（INAF）米兰分校的阿尔贝托·莫雷蒂和亚历山德罗·卡切尼加发现了迄今为止最遥远的黑洞PSO J0309+27，一个中心存在着超大质量黑洞的活动星系核。

天文学家在130亿光年之外发现一颗耀变体，它将帮助我们了解更多关于早期宇宙的信息。

图源：ESA / Hubble, L. Calçada (ESO)

据科学研究新闻资讯网站phys报道，天文学家发现了迄今为止最遥远的耀变体，该发现揭示了关于古老黑洞和早期宇宙演化方式的重要细节。

耀变体：超大质量的黑洞

天文学家发现的这颗耀变体距离我们足有130亿光年之远，它是一颗不断以其寄主星系为食的超大质量黑洞，诞生之时宇宙仅有10亿岁。

这颗耀变体虽已名声在外，但你要想记住它的名字也并非易事：PSO J030947.49+271757.31，简称PSO J0309+27，是一个古老的黑洞，由意大利英苏布里亚大学的研究团队发现。该研究团队由阿尔贝托·莫雷蒂（Alberto Moretti）和亚历山德罗·卡切尼加（Alessandro Caccianiga）指导，服务于意大利国家天体物理研究所（INAF）。

图源：phys

意大利天文学家揭开宇宙古老的面纱

该小组由英苏布里亚大学的博士生西尔维娅·贝拉迪特塔（Silvia Belladitta）带领，猜测这颗天体与地球相距甚远；同时，斯威夫特太空望远镜（Swift Space Telescope）的观察显示，该天体的X射线能量特征与其他耀变体的特征相吻合。

通过用美国格拉汉姆山国际天文台大双筒望远镜（LBT）的光学多双目标光谱仪（MODS）进行观测，天文学家证实了该天体就是一颗古老的耀变体，也确定了它是迄今观察到与我们相距最远的耀变体。

图源：blazarventures

耀变体活跃于宇宙天体中活动性最强、最明亮的区域，我们将该区域称为“活动星系核”（AGN）——在各星系的核心区，超大质量黑洞（SMBHs）疯狂搅动并吞噬着天体。天文学家可以通过观测这些超大质量黑洞周围盘状或球状的电离气体，判断它们是否活跃。这些电离气体为耀变体向外辐射提供燃料，使其得以向星系内部空间喷射出数倍于自身长度的喷流。

古老的黑洞：发现之偶然，研究之艰难

图源：astronomy

耀变体会向外喷射强大的相对论性喷流，其亮度足以跨越宇宙，让远在130亿年之后、130亿光年之外的我们观察到。然而，耀变体的喷流只有在其狭窄的光路上才能观察到；因此，发现耀变体不仅是幸运的，还是十分困难的。更重要的是，此次发现的耀变体是目前发现的最古老、最遥远的超大质量黑洞之一，光度也未因受宇宙尘而削减（对活动星系核的多数观测活动都会受宇宙尘影响）。

因此，天文学家可以借助完整的电磁光谱研究古老的黑洞，依据其特性构建出完整的图像。

图源：vox

《天文学与天体物理学》期刊上的一篇论文称：“我们所观察到的光谱首先证实了PSO J0308+27确实为活动星系核，即中央核区极其明亮的星系，因为该星系中心存在超大质量黑洞，不断吞噬气体和恒星。”“此外，LBT获得的数据也证实了PSO J0209+27与我们相距甚远，PSO J0209+27的红移记录值为6.1，超过所有类似天体的测得值。”

诚然，随着天文界日益网络化并不断采用更先进的陆基和天基望远镜，我们一定会有更多类似的天文新发现。此外，研究古老的黑洞也十分有助于我们理解宇宙的演化模式。

活动星系核

（图解：活动星系的内部结构）

活动星系核（AGN）是星系中心的一个紧密区域，其光度远高于普通星系的值，部分波段，甚至全部波段都会发出很强的电磁波谱，该特征表明此类光度并非由恒星产生。频率如此之高的非恒星辐射可见于在无线电、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线以及伽马射线波段。有着活动星系核的星系叫做活动星系，天文学家认为，活动星系核之所以能够发出射线，是因为宿主星系中心的超大质量黑洞不断进行着物质吸积活动。

图源：wikipedia，艺术家眼中的耀变体

在宇宙中，活动星系核是电磁辐射最明亮、最持久的来源，因此可以帮助我们发现遥远的天体。活动星系核的演化作为一种宇宙时间函数，也对宇宙模型的演化进行了约束。我们所观测到的活动星系核之特性，一般受多种属性因素影响，包括中心黑洞的质量、黑洞吸积气体的速率、吸积盘的方向、星系核间宇宙尘的消光度、喷流的存在与否等。基于已观察到的特性，天文学家已经将活动星系核定义为多个子类，其中，能量最强的活动星系核归属于“类星体”。