獨特的類星體揭示了宇宙奧秘:90億年來最亮的類星體
科學家們觀測到了過去90億年宇宙歷史上有記錄以來最亮類星體的X射線輻射。這顆類星體被稱為SMSS J114447.77-430859.3或簡稱J1144,它為我們了解類星體的內部運作及其與周圍宇宙的相互作用提供了新的視角。研究結果發表在《皇家天文學會月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上。
J1144位於距離地球約96億光年的一個星系中,介於半人馬座和九頭蛇座之間,擁有巨大的光度,其亮度是太陽的100000億倍。與其他同樣明亮的天體相比,這顆類星體離地球如此之近,這使天文學家有機會深入了解為類星體及其周圍環境提供能量的黑洞。
這項研究由天體物理學和行星學研究所(IRAP)的博士後研究員Elias Kammoun博士和馬克斯-普朗克地外物理研究所(MPE)的博士候選人Zsofi Igo領導。
類星體是已知宇宙中最明亮、最遙遠的天體之一,由氣體落入超大質量黑洞驅動。它們可以被描述為具有極高亮度的活動星系核(AGN),發出大量的電磁輻射,可以在無線電、紅外線、可見光、紫外線和X射線波段觀測到。2022年,SkyMapper Southern Survey(SMSS)首次在可見光波段觀測到了J1144。
在這項研究中,研究人員綜合了多個天基觀測站的觀測數據:光譜-倫琴-伽馬(SRG)觀測站上的eROSITA儀器、歐空局XMM-牛頓觀測站、美國宇航局核光譜望遠鏡陣列(NuSTAR)和美國宇航局尼爾-蓋爾斯-斯威夫特(Neil Gehrels Swift)觀測站。
研究小組利用這四個天文台的數據測量了類星體發出的X射線的溫度。他們發現該溫度約為3.5億開爾文,是太陽表面溫度的6萬多倍。研究小組還發現,類星體中心黑洞的質量約為太陽質量的100億倍,其增長速度約為每年100個太陽質量。
來自這個光源的X射線光在幾天的時間尺度內變化,這在擁有像J1144中的黑洞那樣大的黑洞的類星體中通常是看不到的。這種大小的黑洞的典型變化時間尺度為幾個月甚至幾年。觀測結果還顯示,在一部分氣體被黑洞吞噬的同時,一些氣體以極其強大的風的形式被噴射出來,為宿主星系注入了大量的能量。
論文的第一作者Kammoun博士說:”我們感到非常驚訝,儘管這個源的能量非常強大,但此前沒有任何X射線觀測站觀測到過它。類似的類星體通常是在更遠的距離上被發現的,因此它們看起來要暗淡得多,我們看到的是它們在宇宙只有20-30億年大的時候的樣子。J1144是一個非常罕見的源,因為它如此明亮,而且離地球更近(儘管距離仍然很遠!),讓我們得以一睹這種強大類星體的獨特面貌。對這個源的新的監測活動將於今年6月開始,屆時可能會從這個獨特的源中發現更多驚喜”。