“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)的研究團隊用國內(nèi)兩米級小望遠鏡發(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日出版的國際頂級科學(xué) 期刊《自然》（Nature）上。
兩米口徑望遠鏡發(fā)現(xiàn)最亮星
類星體是1963年被發(fā)現(xiàn)的一類特殊天體，因為看起來“類似恒星”而得名。實際上，類星體是銀河系外能量巨大的遙遠天體，其中心是猛烈吞噬周圍物質(zhì)的超級質(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小望遠鏡發(fā)現(xiàn)的。2013年12月29日，吳學(xué)兵帶領(lǐng)的13人研究團隊利用云南麗江的2.4米望遠鏡 拍攝，首次發(fā)現(xiàn)了這顆候選類星體。根據(jù)觀測到的光譜，團隊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)兵團隊聯(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鏡、大雙筒望遠鏡、麥哲倫望遠鏡和雙子座望 遠鏡等先進設(shè)備進行后續(xù)觀測，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)兩米級小望遠鏡發(fā)現(xiàn)了國際上通常需要十米級望遠鏡才能發(fā)現(xiàn)的天體，說明我國天文學(xué)家富有創(chuàng)新思想。”著名天文學(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)兵團隊經(jīng)過觀測和研究發(fā)現(xiàn)，這顆類星體距離地球128億光年。“這是一顆非常‘年輕’的類星體。但同時它的光度極強、中心的黑洞質(zhì)量極大， 就像個‘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)兵團隊發(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，由于對周圍物質(zhì)巨大的吞噬作用，這顆類星體中心的超級黑洞質(zhì)量約等于120億個太陽。
探索早期宇宙的實驗室
類星體的光度之強，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。“這顆非常‘年輕’卻有著巨大黑洞質(zhì)量的類星體，對黑洞形成與增長的現(xiàn)有理論提出了巨大挑戰(zhàn)。”吳學(xué)兵說。
據(jù)介紹，吳學(xué)兵團隊將利用哈勃太空望遠鏡等國際大型天文望遠鏡對這顆類星體進行后續(xù)觀測和研究。“類星體光譜中吸收的譜線是沿途的宇宙物質(zhì)留給 我們的腳印。”據(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、研究團隊成員之一樊曉暉說：“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特別的實 驗室。”德國馬普天文研究所Bram Venemans撰文評論，“對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了一段距離，即波長變長、頻率降低。紅移的現(xiàn)象多用于天體的移動及規(guī)律的預(yù)測上。
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