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天文學家發現迄今最遙遠的耀變體

天文學家發現了一個耀變體—— 一種其噴流與我們的視線方向一致的類星體,其紅移為7。這個被命名為VLASS J041009.05 - 013919.88的天體,是目前鑑定出最遙遠的耀變體,讓我們得以一窺宇宙年齡不到8億年的再電離時代,機會十分難得。

VLASS J041009.05 - 013919.88(簡稱J0410 - 0139)由一個質量達7億個太陽質量的黑洞提供能量。

多波段的觀測顯示,它的無線電可變性、緊湊的結構以及X射線特性,都表明它是一個噴流朝向地球的耀變體。

J0410 - 0139的發現意味著,在早期宇宙中存在著數量龐大得多的類似帶噴流的天體。

這些噴流很可能促進了黑洞的增長,並對其所在星系產生重大影響。

馬克斯·普朗克天文研究所的天文學家愛德華多·巴尼亞多斯博士表示:「J0410 - 0139是一個耀變體,其噴流恰好直接指向地球,這一事實在統計學上有直接的意義。」

「打個生活中的比方,想像你讀到有人中了一億美元彩票。」

「考慮到這樣的中獎機率極低,你可以立刻推斷出,肯定有更多人參加了那次彩票,但沒有中得如此巨額獎金。」

「同樣地,發現一個噴流直接指向我們的活躍星系核,意味著在宇宙歷史的那個時期,肯定有很多活躍星系核的噴流並不指向我們。」

同樣來自馬克斯·普朗克天文研究所的西爾維亞·貝拉迪塔博士也說:「有一就有百。」

利用美國國家科學基金會的甚大天線陣、美國國家科學基金會的甚長基線陣列、美國國家航空航天局的錢德拉X射線天文臺,以及阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(ALMA)等儀器的觀測表明,J0410 - 0139展現出因相對論性束射而增強的無線電發射,這是耀變體的典型特徵。

它的光譜也證實了活躍黑洞典型的穩定吸積和發射區域。

這一發現引發了有關超大質量黑洞在宇宙早期如何快速增長的問題。

理論模型可能需要考慮噴流增強的吸積,或隱蔽的、超愛丁頓增長,才能使這一發現與在如此高紅移下已知的黑洞群相符。

美國國家科學基金會國家射電天文臺的天文學家伊曼紐爾·莫姆吉安博士表示:「這個耀變體為研究宇宙最具變革性的時期之一中,噴流、黑洞及其周圍環境之間的相互作用,提供了一個獨特的實驗室。」

「J0410 - 0139的噴流與我們的視線方向一致,使天文學家得以直接窺探這個宇宙強力源的核心。」

「J0410 - 0139在如此早期的存在表明,目前的射電巡天可能會發現同一時代更多帶噴流的類星體。」

「瞭解這些天體將有助於闡明噴流在早期宇宙中塑造星系和促使超大質量黑洞增長方面所起的作用。」

相關研究成果發表在《自然·天文學》和《天體物理學雜誌通訊》的兩篇論文(論文1論文2)中。

論文出處:E. Bañados等人,《再電離時代的一個耀變體》,《自然·天文學》,2024年12月17日線上發表;doi: 10.1038/s41550 - 024 - 02431 - 4Eduardo Bañados等人,2025年,《z = 7耀變體的[C ii]特性和遠紅外可變性》,《天體物理學雜誌通訊》977,L46;doi: 10.3847/2041 - 8213/ad823b