有史以来最亮类星体每天吞噬一个“太阳”

这个类星体亮度是太阳的 500 万亿倍,由于其令人难以置信的光度,天文学家 40 多年来一直未能发现它

Bright core of a distant galaxy illuminated by a supermassive black hole.

创纪录类星体 J059-4351 的艺术家印象图,这是一个遥远星系的明亮核心,被一个超大质量黑洞照亮。这个黑洞的质量是太阳的 170 亿倍,每天消耗相当于一个太阳质量的物质。

新发现的类星体真是一个破纪录者。它不仅是有史以来最亮的类星体,而且也是有史以来观测到的最亮的天文物体。它也由有史以来最饥饿和增长最快的黑洞提供动力——这个黑洞每天消耗相当于超过一个太阳质量的物质。

类星体 J0529-4351 距离地球非常遥远,它的光需要 120 亿年才能到达我们这里,这意味着我们看到的是它在 138 亿年历史的宇宙刚满 20 亿年时的样子。

据估计,类星体中心的超大质量黑洞的质量是太阳质量的 170 亿到 190 亿倍;每年,它吞噬或“吸积”相当于 370 个太阳质量的气体和尘埃。这使得 J0529-4351 非常明亮,如果把它放在太阳旁边,它将比我们明亮的恒星亮 500 万亿倍。


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“我们发现了迄今为止已知增长最快的黑洞。它的质量是太阳的 170 亿倍,每天吞噬略多于一个太阳,”团队负责人、澳大利亚国立大学天文学家克里斯蒂安·沃尔夫在一份声明中说。“这使其成为已知宇宙中最发光的天体。”

J0529-4351 在 40 多年前的数据中被发现,但由于它太亮了,天文学家未能将其识别为类星体。

类星体是如何欺骗天文学家 44 年的

类星体是星系中心的区域,那里有超大质量黑洞,周围环绕着这些空洞所吞噬的气体和尘埃。在这些活跃黑洞周围的物质盘中,被称为吸积盘的剧烈条件下,以及由物体巨大的引力产生的条件下,气体和尘埃被加热并发出明亮的光芒。

此外,这些盘中任何未被黑洞吸积的物质都会被引导到宇宙巨头的两极,在那里,它以接近光速的速度喷射出粒子喷流,也产生强大的光。因此,这些活动星系核 (AGN) 区域中的类星体可以比周围星系中数十亿颗恒星的总光芒还要明亮。

但即使对于这些异常明亮的事件,J0529-4351 仍然脱颖而出。

J0529-4351 的光来自巨大的吸积盘,它为超大质量黑洞提供物质,团队估计该吸积盘的直径约为 7 光年。这意味着穿越这个吸积盘相当于在地球和太阳之间旅行约 45,000 次。

“令人惊讶的是,当我们已经知道大约一百万个不太令人印象深刻的类星体时,它至今仍然不为人所知。它简直就像一直盯着我们的脸,”团队成员、澳大利亚国立大学科学家克里斯托弗·昂肯在声明中说。

J0529-4351 最初是在施密特南方天区巡天中被发现的,该巡天可以追溯到 1980 年,但花了数十年时间才确认它首先是一个类星体。大型天文巡天提供了如此多的数据,以至于天文学家需要机器学习模型来分析它们并将类星体与其他天体区分开来。

这些模型也使用当前发现的物体进行训练,这意味着它们可能会错过像 J0529-4351 这样具有特殊属性的候选者。事实上,这个类星体非常明亮,以至于模型将其忽略了,认为它是一颗相对靠近地球的恒星。

这种错误分类在 2023 年被发现,当时天文学家意识到 J0529-4351 实际上是一个类星体,此前他们使用澳大利亚赛丁泉天文台的 2.3 米望远镜观察了该天体区域。

当位于智利北部阿塔卡玛沙漠地区的甚大望远镜 (VLT) 上的 X-shooter 光谱仪仪器对 J0529-4351 进行后续观测时,才发现了这个实际上是有史以来最亮的类星体的新发现。

天文学家对 J0529-4351 的研究尚未结束。

该团队认为,这个类星体中心的超大质量黑洞正在接近爱丁顿极限附近进食,或者说,它发出的辐射应该会排斥气体和尘埃,切断这个黑洞的宇宙粮仓。

确认这一点需要进一步的详细调查。然而,幸运的是,这个贪婪的超大质量黑洞是 VLT 上升级后的 GRAVITY + 仪器的完美目标,这将提高对明亮物体的高对比度精度。

J0529-4351 也将由即将到来的极大望远镜 (ELT) 进行研究,该望远镜目前正在阿塔卡玛沙漠中建造。

然而,正是发现新奇和令人兴奋事物的刺激推动着这个破纪录发现背后的团队领导者。

“就我个人而言,我只是喜欢追逐。每天有几分钟,我可以再次感觉像个孩子一样,玩寻宝游戏,现在我把我学到的一切都摆在桌面上,”沃尔夫总结道。

该团队的研究于周一(2 月 19 日)发表在《自然·天文学》杂志上。

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罗伯特·利是一位英国科学记者,他的文章曾在 Physics World、New Scientist、Astronomy Magazine、All About Space、Newsweek 和 ZME Science 上发表。他还为 Elsevier 和 European Journal of Physics 撰写关于科学传播的文章。罗伯拥有英国开放大学的物理学和天文学学士学位。在 Twitter 上关注他 @sciencef1rst。

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