【天文学家发现迄今最遥远的蝎虎 BL 型类星体】
天文学家发现迄今距离我们最遥远的「蝎虎 BL 型类星体」(blazar),位于红移约 7.0 宇宙时期,相当于宇宙年龄不到 8 亿年。
「蝎虎BL型类星体」是活跃星系核,特征是中心的超大质量黑洞驱动高速相对论性喷流,且喷流方向几乎直接对准地球。此次发现的天体 VLASS J041009.05-013919.88(J0410-0139)是目前已知最远的蝎虎BL型类星体,为观测宇宙年龄不到 8 亿年时的再游离(reionization,注)时期提供难得窗口。这发现也对现有宇宙早期黑洞与星系形成模型构成了挑战。
J0410-0139 核心含一颗质量约太阳七亿倍的超大质量黑洞,电波辐射变化、致密结构与 X 射线特征证实,是一颗喷流几乎直接对准地球的蝎虎BL型类星体。这类天体在类星体也属稀有类型,仅占所有类星体小部分。J0410-0139 发现暗示,早期宇宙可能有更多类似喷流源,可能促进黑洞快速增长,并显著影响宿主星系演化。
天文学家观测 J0410-0139 光谱,显示中心黑洞稳定吸积与辐射,引发超大质量黑洞如何宇宙早期迅速增长的疑问。现有模型显示,宇宙早期黑洞如此迅速增长过程,可能会超过爱丁顿极限。爱丁顿极限描述黑洞最大亮度与吸积物质的最高速率,当引力与辐射压力达平衡,辐射压会阻止物质落入黑洞。现有模型可能需要纳入喷流增强的吸积过程或超越爱丁顿极限的机制,以解释如此高红移下的黑洞族群。
总之,这颗蝎虎BL型类星体提供独特实验室,且喷流与我们视线方向对齐,使天文学家能直接窥探核心黑洞,并研究喷流、黑洞与环境的相互作用。J0410-0139 在如此早期宇宙存在表明,未来电波巡天可能还会发现更多同时期喷流类星体。这些黑洞在宇宙再游离时期扮演的角色,将是未来天文学研究的重点。
此研究由美国国家天文台的特大天线阵(VLA)、特长基线阵列(VLBA)、钱卓拉 X 射线天文台(Chandra),以及阿塔卡马大型毫米波/次毫米波阵列(ALMA)等观测,论文发表于《Nature Astronomy》。