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再破最遠類星體距離紀錄

2011/07/07 | | 標籤:

歐洲天文學家Stephen Warren等人利用歐南天文台(ESO)超大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT)等設備進行研究,發現一個類星體(quasar)距離達129億光年遠,再度打破最遠的類星體紀錄。

類星體,從影像中看來只是個像恆星般的亮點,但其實是遙遠星系中心質量高達20億倍太陽質量的超大質量黑洞(supermassive black hole)所釋放出的巨大能量所造成的,是天文學家迄今在早期宇宙中所發現的天體中最明亮的,因此雖然數量稀少,但天文學家往往可以透過它們來瞭解早期宇宙的狀況,尤其是大霹靂(Big Bang)後約數億年內、宇宙最早的時期。

這個破紀錄的類星體編號為ULAS J1120+0641位在大霹靂後約7億7000萬年的時期,相當於距離地球約129億光年遠的地方(紅位移z~7.3);此時大約是所謂的「再游離時期(reionization era)」,低溫且電中性的氫霧受到第一代恆星與星系的輻射而再度游離,讓宇宙不再受到氫霧遮蔽而看不清一段關鍵時刻。雖然天文學家曾發現比ULAS J1120+0641更遠的天體,例如z達8.2的伽瑪射線爆發(gamma-ray burst),或z達8.6的星系,然而最新發現的ULAS J1120+0641卻比這些更遠的天體還亮數百倍以上,亮到足以讓天文學家研究這個天體的細節,這是類星體對天文學家而言,之所以這麼重要的最大的關鍵之處。

This image of ULAS J1120+0641 was created from images taken from surveys made by both the Sloan Digital Sky Survey and the UKIRT Infrared Deep Sky Survey. The quasar appears as a faint red dot close to the centre. This quasar is the most distant yet found and is seen as it was just 770 million years after the Big Bang. Credit: ESO/UKIDSS/SDSS 最遠類星體記錄的第2名,是位在大霹靂後8億7000萬年的時期(z~6.4)。這類天體由於距離非常遙遠,因宇宙膨脹之故,因此所發出的可見光抵達地球時都已經紅位移到紅外波段,所以天文學家必須以紅外波段觀察,才比較容易找到這類天體。英國紅外深空巡天計畫(UKIRT Infrared Deep Sky Survey,UKIDSS)就是利用位在夏威夷的紅外望遠鏡進行這類工作。Warren等人由UKIDSS數百萬個天體資料庫中,挖掘z達6.5以上、可能是類星體的天體,之後藉由VLT和位在夏威夷的雙子北座望遠鏡(Gemini North Telescope)拍攝光譜以測定精確距離;耗費5年的功夫,最終終於挖到ULAS J1120+0641這個z居然超過7的大金礦。左方影像中央的紅點即為ULAS J1120+0641,其名J1120+0641分別代表這個天體所在的赤經與赤緯座標。

目前關於超大質量黑洞生長的理論,通常是預測黑洞藉由吞噬周圍物質而緩慢成長。然而,綜合各種觀測結果,天文學家估計ULAS J1120+0641中心超大質量黑洞的質量約為太陽的20億倍,這個質量如此之高,卻又是處在大霹靂剛發生後沒多久的時間內,天文學家目前還無法解釋它的來源。

Warren等人認為全天應該約有100個z超過7以上的明亮類星體,雖然得很努力才能將它們都找出來,但一想到可藉由這些類星體瞭解宇宙的奧秘,他們覺得這一切努力都是值得的!

資料來源:http://www.eso.org/public/news/eso1122/, 2011.06.29, KLC

引用自臺北天文館之網路天文館網站

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