天文學家發現宇宙中最古老的超大質量黑洞
歐幾里德太空望遠鏡與Subaru望遠鏡等地面天文台之間的合作,在早期宇宙中識別出了 31 個以前未見過的類星體。在超大質量黑洞的驅動下,其中兩個天體樹立了新的里程碑,成為天文學有史以來最遙遠、最古老的天體。斯巴魯的寬視野相機拍攝的影像對於這一揭示至關重要。
觀察最遙遠的類星體及其紀元記錄
這些活躍的星系核,稱為類星體,代表著令人難以置信的發光區域,由星系中心的超大質量黑洞驅動。當物質被這些巨大物體吸引時,就會發生強烈的能量釋放,並發出強大的光。類星體的亮度常常超過自身宿主星系的亮度,使它們成為研究早期宇宙的寶貴工具。
在最原始的狀態下,類星體充當真正的宇宙“時間機器”,為了解宇宙的嬰兒期提供了一個視窗。分析這些現象使天文學家能夠解開第一個星系和超大質量黑洞的形成和生長的奧秘。了解它的存在對於追蹤宇宙演化到當前情況至關重要。
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藝術表現中類星體的複雜性與亮度
幾十年來,尋找宇宙早期的類星體一直是天文學的永恆目標。在過去的十年中,Subaru望遠鏡進行的調查已成功識別出大約 200 個這樣的原始物體,特別關注那些發光強度較低的物體。然而,當距離超過 130 億光年的最極端距離時,已知類星體的數量不足以提供其數量的完整影像。
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隨著歐洲太空總署 (ESA) 發射歐幾里德任務,觀測場景發生了根本性的變化。歐幾里德望遠鏡於 2023 年發射,將廣闊的視野與更高的靈敏度融為一體,能夠探測到比之前大規模調查中發現的暗淡 10 到 100 倍的類星體。
先前,科學界只知道紅移超過 7 的 9 個類星體,但這項新發現為此類星體增加了 12 個。值得注意的是,EUCL J172902.75+641018.1(紅移 7.77)和 EUCL J125308.55+705432.3(紅移 7.69)這兩個天體脫穎而出,成為迄今為止發現的最遙遠的類星體。它們距離地球超過 130 億光年,起源於大爆炸後僅 6.7 億年的時期。
這項非凡的發現也結合了Subaru望遠鏡的 Hyper Suprime-Cam (HSC) 的光學成像資訊。早稻田大學研究員、國際歐幾里德團隊成員 Masafusa Onoue 強調了將歐幾里德紅外線資料與較短波長光學觀測相結合的重要性。他認為,要在早期宇宙中定位類星體,必須辨識那些在紅外線中強烈發光但在可見光範圍內亮度突然降低的類星體。 HSC 記錄對於完善候選名單和選擇目前擁有最遙遠類星體稱號的兩個類星體至關重要。
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斯巴魯望遠鏡與莫納克亞山的其他天文台一起,為歐幾里德任務發揮至關重要的支持作用,提供北半球天空的快照。在調查的早期階段發現的多個遠程類星體強調了歐幾里德和地面觀測站之間的強大合作。
Euclid 於 2023 年 7 月推出,繪圖操作於 2024 年 2 月開始,旨在對數十億個星系進行編目並揭示宇宙巨大的三維結構。最近的發現僅來自十八個月的數據,標誌著漫長旅程的開始。在其為期六年的任務過程中,該望遠鏡預計將識別宇宙原始階段的數百個類星體,為了解星系和超大質量黑洞的形成和演化做出重大貢獻。
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宇宙測繪的範圍和新記錄保持者的位置
「儘管已經進行了廣泛的研究,但在宇宙的早期階段,質量比太陽大數十億倍的超大質量黑洞的快速形成和增長仍然是一個謎。隨著這一新距離記錄的驗證,這個謎團變得更加突出”,Masafusa Onoue評論道,強調了核心問題。
愛媛大學的 Yoshiki Matsuoka是該發現團隊的一員,也是使用斯巴魯望遠鏡研究遙遠類星體的長期領導者,他指出:「令人印象深刻的是,歐幾里德在如此短的時間內取得了超過數十年地面調查的成功水平。未來的觀測無疑將揭示更遠距離、甚至更早的宇宙時代的類星體。














