黑洞邊的超亮星體，發射超強無線電，宇宙早期秘密或揭開

2024-09-08科學

科學家發現最遙遠的擁有強大無線電射流的類星體

讓星系都黯然失色的類星體，噴射無線電「投餵」黑洞，宇宙真相又進一步

An artistic visualization of the quasar P172+18。（Image credit: ESO/M。Kornmesser）

新發現的一顆來自早期宇宙的類星體，是迄今為止發現的最遠的、發射強大射電噴流的類星體。

天文學家最近使用歐洲南方天文台（ESO）的超大望遠鏡（VLT）發現了這個名為P172+18的類星體。它非常遙遠，從這個類星體發出的光需要大約130億年才能到達地球，我們在地球上觀察到的是宇宙只有7。8億歲時的它。雖然它不是迄今為止探測到的最遠的類星體，但它似乎是最遠的無線電雜訊類星體，或噴射無線電的類星體。

類星體是極其明亮的天體，它的能量由位於某些星系中心的超大質素黑洞提供;有些類星體非常明亮，使它們所在的星系都黯然失色。無線電雜訊類星體發射出強大的噴流，是無線電波長發射的強大來源。科學家們使用智利拉斯坎帕納斯天文台的麥哲倫望遠鏡探測到這些強大的噴流時，這顆類星體首次被確定為射電源。

德國馬克斯·普朗克天文研究所的愛德華多·巴尼亞多斯（Eduardo Bañados）在一份聲明中說:「我們一得到數據，就用肉眼檢查了它，馬上知道我們發現了已知最遠的無線電雜訊類星體。」他和ESO的天文學家喬婭拉·馬祖切利（Chiara Mazzucchelli）一起領導了這一發現。

這顆遙遠的噴射類星體是由一個超大質素黑洞提供動力的，這個黑洞的質素大約是太陽的3億倍，並且正在快速增長，用它的重力吸進並吞噬周圍的物質。

馬祖切利在同一份聲明中說:「黑洞正在非常迅速地吞噬物質，質素的增長速度是目前觀測到的最高速度之一。」

根據聲明，研究人員認為，這個快速增長的黑洞與P172+18這樣的無線電雜訊類星體發射出的噴流之間可能存在聯系。特別是，天文學家認為，這些強大的噴流可能會與附近的氣體相互作用，推動氣體進入黑洞的重力控制中，增加落入黑洞的氣體量。

因此，隨著科學家們發現這顆類星體的更多細節，他們也將繼續了解宇宙深處中伴隨它的超大質素黑洞。

馬祖切利說:「我覺得第一次發現‘新’黑洞非常令人興奮，這為理解原始宇宙提供了更多的基礎，讓我們更好地了解我們來自哪裏，最終了解我們自己。」

除了VLT和麥哲倫望遠鏡（它們幫助科學家最初辨識了類星體的無線電訊號），該團隊還利用了新墨西哥州的國家射電天文台（NRAO）超大陣列（VLA）和夏威夷的凱克望遠鏡等設施。

相關知識

類星體（/ˈkweɪzɑːr/ KWAY-zar；也被稱為準恒星物體，縮寫為QSO）是一個非常明亮的活動星系核（AGN），由一個超大質素黑洞提供能量，質素從數百萬到數百億太陽質素不等，被一個氣體吸積盤包圍。圓盤中的氣體由於摩擦而升溫，以電磁輻射的形式釋放能量，並向黑洞靠近。類星體的輻射能是巨大的；最強大的類星體的亮度是銀河系等星系的幾千倍。通常，類星體被歸類為AGN的一個子類別。類星體的紅移是宇宙學的起源。

黑洞是時空展現出極端強大的重力，以致於所有粒子、甚至光這樣的電磁輻射都不能逃逸的區域。廣義相對論預測，足夠緊密的質素可以扭曲時空，形成黑洞；不可能從該區域逃離的邊界稱為事件視界。雖然，事件視界對穿越它的物體的命運和情況有巨大影響，但對該地區的觀測似乎未能探測到任何特征。在許多方面，黑洞就像一個理想的黑體，它不反光。