国际天文学家团队发现了已知最早的近距离类星体对。人们看到的是两个正在活跃吸积物质的超大质量黑洞,呈现出宇宙大爆炸后约九亿年时的状态。由美国国家科学基金会所属NOIRLab的西尔维娅·奥诺拉托领导的团队,本周在《天体物理学杂志快报》发表了研究结果。这个编号为J1602+4228AB的系统,为解释早期宇宙黑洞为何能迅速长大的理论提出了新的难题。这项发现讲述的是遥远宇宙的历史,而不是两个黑洞正在地球附近活动。
类星体是亮度极高的星系中心,其能量来自落向黑洞的物质。星系之间的相互作用可能同时为两个中心提供物质,但在宇宙黎明时期发现成对类星体并不容易。它们的活跃阶段持续时间有限,极远距离使信号显得微弱,而相距很近的两个光源又可能在图像中混为一个。研究团队说,这只是迄今发现的那个时代第三对类星体,也是如此早期所发现距离最近的一对。因此,这项观测为研究早期星系与黑洞的共同演化提供了难得的具体对象。
研究人员估计,这两个黑洞的质量分别约为太阳的十五亿倍和四亿倍。两者相隔大约一万八千一百光年,约等于银河系直径的五分之一。这些数值是依据遥远天体的观测所得出的估计,并非直接称量。奥诺拉托指出,现有理论尚不能给出确定解释,说明在宇宙诞生后的第一个十亿年里,即便只有一个黑洞,如何能达到如此巨大的质量;同一处出现两个这样的黑洞,使问题更加突出。研究结果显示了理论需要解释的现象,但并未证明某一种形成机制。
第二个类星体最初是在研究人员目视检查詹姆斯·韦布空间望远镜的Aether巡天数据时显现出来的。这项巡天利用近红外光谱仪研究了约二百个早期类星体。随后,位于夏威夷莫纳克亚山的双子座北望远镜对目标进行后续观测,把两个光源分别辨认出来。其他光谱观测进一步约束了它们的性质。由于第二个光源十分微弱,能够从地面区分两者尤其困难;当时异常清晰的天空条件帮助团队完成了观测。
研究人员提出,这一对类星体可能标记着早期宇宙中物质分布异常稠密的区域。在那里,星系相互作用也许同时为恒星形成和黑洞快速增长输送了物质。这仍是一种待检验的解释,不能当作该系统已经确定的形成史。未来还需要更多观测和理论模型,才能检验两个黑洞究竟怎样在如此短的宇宙时间内成长。这个系统的夏威夷语名称Nāpōwawāʻenakaulua,由夏威夷的社区命名项目赋予。
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