在遥远的宇宙深处,科学家们捕捉到了一个异常明亮的光点,它距离我们地球有120亿光年之遥,这个距离让我们对它的亮度感到震惊。这束光来自一个黑洞的对面,是天文学家们近期的一项重大发现。
2024年3月6日,通过24英寸的望远镜进行了10分钟的曝光,捕捉到了这个天体的图像。同样,使用小口径S50望远镜,经过62分钟的曝光,也得到了类似的图像。尽管两者的亮度大致相同,都是大约16星等的点光源,但它们与我们的距离却有着巨大的差异。其中一个天体,位于太阳系内的柯伊伯带,是一颗名为鸟神星的矮行星。而另一个,则是远在120亿光年之外的天体,它不属于我们的太阳系,也不在我们的银河系内,它是一种被称为宇宙灯塔的天体——类星体。
20世纪60年代,天文学家们发现了一些非常特别的天体,它们距离我们非常遥远,通常在几十亿光年之外,但它们的亮度却异常地高。其中,3C273是这类天体的代表,它是人类发现的第一颗类星体。在最初发现时,它距离我们约24亿光年,但其视星等却达到了12.9,这与附近的恒星和星系的亮度相当。这样的亮度让天文学家们感到非常惊讶,因为如果这个距离是真实的,那么它的实际亮度将是难以想象的。
1964年,天文学家们开始使用“类星体”这个术语来描述这些特殊的天体,这个名称是由华裔天文学家邱宏义提出的。尽管有了名称,但类星体的本质仍然是一个谜。一些科学家猜测它可能是白洞,或者是反物质与普通物质相遇产生的湮灭,或者是超新星的大规模爆发。然而,所有这些假设都未能成功解释类星体的神秘现象。
直到20世纪70年代,天文学家们在天鹅座方向发现了一个非常明亮的X射线源,编号为天鹅座X-1。这个X射线源非常奇怪,因为它是由一个看不见的天体发出的。70年代,根据其伴星的质量,天文学家们计算出这个看不见的天体可能是一颗黑洞。这一发现标志着黑洞从理论走向了现实,天鹅座X1也成为了人类发现的第一颗黑洞。
这一发现重新点燃了天文学家们对星系中心超大质量黑洞的兴趣。1964年,天文学家埃德温-帕尔皮特和雅科夫-泽尔多维奇曾提出,类星体强大的能量释放可能来自超大质量黑洞周围的吸积盘,这是黑洞强大的引力能转化的能量。但当时由于黑洞只是理论上的存在,这个观点并没有被广泛接受。直到天鹅座X1黑洞的发现,这个观点才重新得到了重视,并最终成为了目前最为认可的类星体解释。
类星体是由星系中心的超大质量黑洞产生的。当黑洞吞噬物质时,会形成一个环绕的盘,即吸积盘。物质在吸积盘中因黑洞的引力而高速旋转和碰撞,将引力能转化为高能辐射。每个星系的中心几乎都存在一颗超大质量黑洞,其质量普遍在太阳的数百万倍以上,因此它们转化的能量非常巨大。
事件视界望远镜拍摄的M87黑洞的吸积盘显示了这种转化过程。我们将这样的星系核心称为活跃星系核。类星体是一种活跃的星系核,但活跃星系核并不一定都是类星体,它们也可能是耀变体。耀变体是活跃星系核的喷流正好对准我们的一种特殊存在。
最亮的类星体J0529-4351,最初于1980年被观测到,当时天文学家们误以为它是附近的一颗恒星。直到去年,通过光谱数据分析,才发现它实际上非常遥远,距离我们达到了120亿光年。这个类星体中心的黑洞质量预估达到了170亿倍太阳质量,这是一个难以想象的数字。根据光度分析,它的吸积盘预估至少可达7光年,是目前发现的最大的吸积盘。它每年吞噬物质的质量大约为370个太阳质量,平均每天吞噬一个太阳质量的物质。因此,这也是目前发现成长最快的类星体,它的发现为天文学家研究超大质量黑洞的成长提供了宝贵的机会。
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