
周一 · 知古通今|周二 · 牧夫专栏
周三·太空探究 |周四·观测攻略|周五·深空勘探
周六·茶余星话|周日·视频天象
多亏了现代望远镜才能的大幅度进步,地理学家们现已能够勘探更深的星空,追溯更远的曩昔。正因为如此,一些关于世界大爆炸之后,世界怎么开展变化的未解之谜现已能够被处理。其间一个问题是:在星系构成过程中发挥严重效果的超大质量黑洞(SMBHs)是怎么在前期世界构成的。
经过运用智利欧南台甚大望远镜,一队世界地理学家观测到呈现在大爆炸后15亿年的星系(大约在125亿年前)。令人惊喜的是, 他们观测到许多能为超大质量黑洞供给满意“食物来历“的冷氢气。这些成果或许能解说为什么这些超大质量黑洞在”世界拂晓“阶段会生长得如此敏捷。
这个小组由马克斯普朗克地理研讨所和天体物理研讨所的Emanuele Paolo Farina教授领导。一起来自各个组织的其他学者也参加其间,比方来自马克斯普朗克地理研讨所,马克斯普朗克天体物理研讨所,欧南台,加州大学圣塔芭芭拉分校,阿赛特里天体物理台,博洛尼亚天体物理与空间科学地理台,以及马克斯普朗克地外物理研讨所的学者。
地理学家现已研讨超大质量黑洞数十年。这些黑洞首要存在于大部分星系的中心而且由它们的活动星系核辨认。这些星系核也被称为类星体,能够释放出比星系其他恒星总和还要多的能量和光。迄今为止,观测到的最远的类星体是131亿光年外的ULAS J1342+0928。
据估计,在大爆炸后的约十万年(大约138亿年前),第一批恒星构成,这也就从另一方面代表着超大质量黑洞有必要要在第一批恒星消亡后快速构成。可是直到现在,地理学家们仍然没能找到前期世界中满意多的尘土和气体去解说这种超大质量黑洞的快速构成。
除此之外,从前经过阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵列的观测,咱们得知前期星系包括有许多的尘土和气体然后加快了恒星构成。而这些发现标明,现已没有满意的剩下物质去填饱黑洞。这种状况让为什么超大质量黑洞生长如此之快这样的一个问题愈加难以了解。
为了处理这样的一个问题, Farina和他的搭档们依托由甚大望远镜的多部件光谱勘探仪(MUSE)搜集来的数据去巡视大约125亿光年外的31个类星体(观测这些类星体125亿年前的姿态)。这让他们的查询成为最大的前期世界类星体样本之一。经过这项研讨,他们发现的是12个延展的高密度氢云。
上图中心橘黄色的便是类星体,两头有射流中心是超大质量黑洞。闪耀的氢气气体光晕呈现出蓝色
Credit: https:///wp-content/uploads/2019/12/eso1921b.jpg
这些氢云能够终究靠他们自身在紫外波段下特有的微光而确认。依据间隔和红移现象(因为世界胀大而导致光的波长被拉长),地上望远镜能够以红光的方式勘探到这些微光。正如Farina在马克斯普朗克地理研讨所的一篇新闻稿中解说道:“关于闪耀气体呈现的最或许的解说是荧光原理。氢气把富含能量的类星体辐射转化为特定波长的可见光。这便是能够被注意到的微光。
低温细密的氢云的质量是太阳的几十亿倍;由这些氢云构成并围绕着前期星系的光晕能够延伸到中心黑洞十万光年之外的当地。一般来说,勘探到那些围绕着高亮类星体的星云是适当困难的。可是多亏了高灵敏度的多部件光谱勘探仪,这个团队很快就发现了它们,而Farina更是把MUSE描绘为“革命性的改动”。
正如参加这项研讨的马克斯普朗克地理研讨所查询员 Alyssa Drake所说:“依据现有的研讨,咱们只能开始查询第一个超大质量黑洞是怎么开展那么快的,可是像MUSE这样的新设备和将来的詹姆斯韦伯空间望远镜将会协助咱们处理这些令人激动的谜题。”
这个团队发现这些气体光环紧紧地连接着星系,供给完美的“食物来历”来满意恒星的快速构成和超大质量黑洞的生长需求。这些调查有效地处理了超大质量黑洞是怎么存在于前期世界前史中的谜题。Farina总结道:“现在咱们我们能够初次证明, 原生星系的确有满意的食物去保持超大质量黑洞的生长和恒星旺盛构成。当地理学家们正在尽力描绘世界结构是怎么在120亿年曾经构成的时分,这项关于超大质量黑洞构成的研讨成果为这一图景添加了一块重要的拼图。




