个人如何用股票融资:超級黑洞是怎么發現的?

2015-03-10 17:43:15   作者:佚名   來源:據光明日報   點擊:
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??? 2月26日,《自然》發布了一項最新研究成果:以中國天文學家為主的國際科研團隊發現了一顆430萬億倍太陽光度、距離地球128億光年、中心黑洞質量約為120億個太陽質量的超亮類星體——這也是人類目前觀測到的遙遠宇宙中發光最亮、中心黑洞質量最大的類星體。

超級黑洞是怎么發現的?

??? 以中國天文學家為主的國際團隊發現宇宙早期超級黑洞的科研成果2月26日在國際知名學術期刊《自然》發布后,迅速被國內外媒體包括本報作為重大新聞進行了報道。3月3日,該團隊在北京大學舉行新聞發布會,介紹了他們是如何發現這一人類目前觀測到的遙遠宇宙中發光最亮、中心黑洞質量最大的類星體,以及這一發現的意義。

萬千星斗,“紅移6.3”是怎么找到的?

??? 《自然》雜志發表這一成果時的標題為《一個紅移6.3的有120億太陽質量黑洞的超亮類星體》。據該團隊領導人,也是論文第一作者和通訊作者的北京大學教授吳學兵介紹,天體距離越遠,光的紅移越大,紅移0.1指天體距離地球13億光年。目前,在天文學家已發現的20多萬顆類星體中,紅移大于6的類星體只有40個左右,而之所以發現較少,是因為它們距離地球太過遙遠,即便自身能量巨大,也因為在地球上看起來不亮而難以被發現。但是,因為高紅移星體對追溯早期宇宙的結構和演化非常有意義,它們一直是天文學家在萬千星斗中追逐的對象。
??? 那么,吳學兵團隊是怎么發現紅移6.3的類星體的?其實,近年來,該團隊一直在觀測紅移大于5的類星體,并發展了一套基于光學和紅外波段天文測光數據選取紅移大于5的類星體候選體的有效方法?!拔頤親畛醯難芯磕康氖欠⑾趾煲?以上的類星體,選源中一個偏紅的候選體引起我們的注意,波長由短到長,很像是距離很遠的類星體,于是我們決定進行拍攝,我們利用國內最大的通用型光學望遠鏡云南麗江2.4米望遠鏡,在2013年12月29日拍攝到它的第一個光學波段光譜,初步判定是一顆紅移高于6.2的類星體。這是世界上唯一,也是第一顆用2.4米光學望遠鏡發現的紅移6以上的遙遠類星體?!?br>??? 為了精確發現成果,他們找到美國的兩位研究員江林華和樊曉暉,利用美國多鏡面望遠鏡(MMT,6.5米)、美國大雙筒望遠鏡(LBT,8.4米)進行拍攝,確定該類星體紅移6.3,即距離地球128億光年,并且該星體比以前所發現的最亮的紅移6.42類星體亮4倍,比最遠的紅移7類星體(距離地球130億光年)亮7倍,是目前發現的最亮類星體。

“6歲大胖子”,對天文研究提出挑戰

??? 與類星體發現相伴的是黑洞研究。類星體是1963年被發現的銀河系外能量巨大的遙遠天體,其中心是猛烈吞噬周圍物質的質量在千萬太陽質量以上的超大質量黑洞,黑洞本身不發光,但由于其強大的引力,周圍物質在快速落向黑洞的過程中以類似“摩擦生熱”的方式釋放出巨大能量,使類星體成為宇宙中最耀眼的天體。
??? “估計黑洞有多大,必須用紅外望遠鏡進行紅外光譜觀測,但目前國內還沒有,于是我們在國際上尋求幫助,沒想到一波三折。2014年1月2日,用美國大雙筒望遠鏡紅外觀測,因噪音干擾大沒有成功,8月6日,用美國雙子座望遠鏡也不理想,10月2日、3日,用智利麥哲倫望遠鏡,因為多云和大風,無法觀測,直到10月7日我們才終于觀測成功。利用譜線寬度和發光強度,我們算出了這顆類星體的發光和質量?!蔽庋П?。
??? 這顆名為SDSSJ0100+2802類星體,發光強度為430萬億倍太陽光度、中心黑洞質量為120億倍太陽質量?!昂煲?.3是128億光年,宇宙年齡是137億年,這意味著這個超級黑洞是在宇宙年齡小于9億年時形成的。我們感到無比興奮和驕傲,因為我們發現了宇宙早期的、黑洞質量最大的、也是最亮的類星體?!蔽庋П?,他形象地將這一類星體比作“6歲大胖子”,“如果宇宙是壽命100歲的人,這顆類星體也就6歲,它的質量如此之大,就像很難想象一個初生的嬰兒有100斤,我們也很難想象如何在宇宙年齡小于9億年時形成這么大質量的超級黑洞??梢運?,這顆類星體的發現,將挑戰宇宙早期黑洞形成與演化理論。之前我們認為種子黑洞誕生于第一代恒星形成之后,也就是宇宙年齡4億年時,那么這個‘6歲的大胖子’是怎么形成的?太小的種子黑洞是無法在5億年時間里就長到120億太陽質量的,但如果是一個很大的種子黑洞,究竟有多大?如果是一個超過10萬太陽質量的種子黑洞,它又是如何形成的呢?”
??? 無疑,“6歲大胖子”也為宇宙研究帶來幫助,“它的亮度像是一個燈塔照亮了第一代星系形成時的極早期宇宙,它的光譜中吸收譜線是沿途宇宙物質留給我們的腳印,利用它的光譜,我們已了解從紅移6.2到2.3的物質分布情況。這些,顯然發現它之前無法做到?!蔽庋П?。

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