中國發(fā)現(xiàn)"夜空中最亮的星" 光度是太陽430萬億倍
“我們發(fā)現(xiàn)了‘夜空中最亮的星’。”北京大學(xué)天文學(xué)系教授吳學(xué)兵自豪地說。由他帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)用國內(nèi)兩米級(jí)小望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了目前已知的光度最高、中心黑洞質(zhì)量最大的類星體。這一發(fā)現(xiàn)，將對(duì)人類探究黑洞的形成、演化等早期宇宙信息帶來巨大幫助。這一最新研究成果已發(fā)表在今年2月26日出版的國際頂級(jí)科學(xué)期刊《自然》(Nature)上。
兩米口徑望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)最亮星
類星體是1963年被發(fā)現(xiàn)的一類特殊天體，因?yàn)榭雌饋怼邦愃坪阈恰倍妹?shí)際上，類星體是銀河系外能量巨大的遙遠(yuǎn)天體，其中心是猛烈吞噬周圍物質(zhì)的超級(jí)質(zhì)量黑洞，質(zhì)量在千萬太陽質(zhì)量以上。
這顆“夜空中最亮的星”最初是由我國兩米級(jí)小望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的。2013年12月29日，吳學(xué)兵帶領(lǐng)的13人研究團(tuán)隊(duì)利用云南麗江的2.4米望遠(yuǎn)鏡拍攝，首次發(fā)現(xiàn)了這顆候選類星體。根據(jù)觀測(cè)到的光譜，團(tuán)隊(duì)初步判斷該類星體的紅移在6.2以上。而目前已知的20多萬顆類星體中，距離地球超過127億光年(即紅移大于6)的只有40顆左右。隨后吳學(xué)兵團(tuán)隊(duì)聯(lián)合美國、智利等國的天文學(xué)家，先后利用國外的多鏡面望遠(yuǎn)鏡、大雙筒望遠(yuǎn)鏡、麥哲倫望遠(yuǎn)鏡和雙子座望遠(yuǎn)鏡等先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行后續(xù)觀測(cè)，最終發(fā)現(xiàn)了這顆目前已知發(fā)光最亮、中心黑洞質(zhì)量最大的類星體。
這顆類星體是世界上惟一利用兩米口徑望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的宇宙早期類星體。“中國天文學(xué)家用國內(nèi)兩米級(jí)小望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了國際上通常需要十米級(jí)望遠(yuǎn)鏡才能發(fā)現(xiàn)的天體，說明我國天文學(xué)家富有創(chuàng)新思想�！敝煳膶W(xué)家、中國科學(xué)院院士陳建生說。
“年輕”類星體比太陽還亮
吳學(xué)兵團(tuán)隊(duì)經(jīng)過觀測(cè)和研究發(fā)現(xiàn)，這顆類星體距離地球128億光年�！斑@是一顆非�！贻p’的類星體。但同時(shí)它的光度極強(qiáng)、中心的黑洞質(zhì)量極大，就像個(gè)‘小胖孩’”。據(jù)吳學(xué)兵介紹，類星體雖然自身不發(fā)光，但由于其強(qiáng)大的引力，周圍物質(zhì)在快速落向黑洞的過程中以類似摩擦生熱的方式釋放出巨大的能量，使得類星體成為宇宙中最耀眼的星體。
吳學(xué)兵團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的這顆類星體的光度是太陽光度的430萬億倍，是目前已知光度最高的類星體。不僅如此，由于對(duì)周圍物質(zhì)巨大的吞噬作用，這顆類星體中心的超級(jí)黑洞質(zhì)量約等于120億個(gè)太陽。
探索早期宇宙的實(shí)驗(yàn)室
類星體的光度之強(qiáng)，使得它像探照燈一樣，成為探究宇宙的理想天體。通過這顆類星體，天文學(xué)家將能夠觀察到黑洞在宇宙早期的樣子。“這顆非�！贻p’卻有著巨大黑洞質(zhì)量的類星體，對(duì)黑洞形成與增長(zhǎng)的現(xiàn)有理論提出了巨大挑戰(zhàn)。”吳學(xué)兵說。
據(jù)介紹，吳學(xué)兵團(tuán)隊(duì)將利用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡等國際大型天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)這顆類星體進(jìn)行后續(xù)觀測(cè)和研究�！邦愋求w光譜中吸收的譜線是沿途的宇宙物質(zhì)留給我們的腳印�！睋�(jù)吳學(xué)兵介紹，利用這顆類星體的光譜，能夠了解紅移6.2到紅移2.3的物質(zhì)分布情況，“這是以前無法做到的”。
美國亞利桑那州大學(xué)華裔天文學(xué)家、研究團(tuán)隊(duì)成員之一樊曉暉說：“這一類星體的發(fā)現(xiàn)，為研究早期宇宙中黑洞和星系的形成和演化提供了一個(gè)特別的實(shí)驗(yàn)室。”德國馬普天文研究所Bram Venemans撰文評(píng)論，“對(duì)于研究宇宙大爆炸后幾億年中的早期宇宙，這樣一顆龐然大物是非常理想的研究對(duì)象”。
名詞解釋
紅移：紅移在物理學(xué)和天文學(xué)領(lǐng)域，指物體的電磁輻射由于某種原因波長(zhǎng)增加的現(xiàn)象，在可見光波段，表現(xiàn)為光譜的譜線朝紅端移動(dòng)了一段距離，即波長(zhǎng)變長(zhǎng)、頻率降低。紅移的現(xiàn)象多用于天體的移動(dòng)及規(guī)律的預(yù)測(cè)上。
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