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云南天文台2.4米望远镜发现遥远宇宙中发光本领最大的类星体
2015-03-02  |  作者:  |  【  】 【打印】 【关闭

226日出版的Nature 杂志 (Nature 2015, 518, 512-515) 发表由北京大学教授吴学兵领导的、中国科学院云南天文台助理研究员易卫敏(主要负责云南天文台2.4米望远镜的观测)等参加的国际合作团队完成的一项关于早期宇宙的重要研究成果。该团队在2014年元旦前后,使用云南天文台的丽江2.4米光学望远镜观测发现了遥远宇宙中迄今为止光度(即发光本领)最大的类星体。该类星体距离地球128亿光年(红移为6.3),形成于宇宙诞生后的10亿年之内,其光度是太阳光度的430万亿倍,比其它高红移类星体的光度都大,比目前已知的距离最远的类星体(离地球130亿光年)还大7倍(见附图)。随后该团队利用国外多台6-8米级望远镜获得了该类星体更高质量的光学和红外光谱,根据红外光谱估计出该类星体中心的黑洞质量约为120亿个太阳质量,比其它高红移类星体的黑洞质量都大。因此,新发现的这个类星体是目前已知的高红移类星体中光度最高、黑洞质量最大的类星体,对宇宙早期的星系形成、星系与其中心黑洞的共同演化等研究提出了新挑战。Nature 杂志为此作了题为“年轻黑洞井喷式的快速成长”(Young black hole had monstrous growth spurt)的新闻发布,并邀请德国马普天文研究所的Bram Venemans博士在同期杂志的新闻与评述(News & Views)中专门撰写题为《年轻宇宙里的巨兽》(A giant in the young universe)的文章介绍了这一发现。著名天文学家、中国科学院院士陈建生认为这一工作“基于中国的中小天文设备发现了迄今为止遥远宇宙中的最亮天体,可喜可贺。” 

 

类星体是一种活动星系核,是上世纪60年代天文学的四大发现之一。类星体因其大小只跟太阳系的大小相当,但光度却很高,比星系里所有恒星的光度总和大很多倍,甚至大几个量级,以及许多其它奇特性质,使得它至今一直是天文学领域的未解之谜,也是一种天然的极端物理实验室。此外,由于光度高,处于宇宙深处也能被观测到,因而类星体可以用来研究星系际介质、宇宙学等。特别是高红移类星体,它们对于研究早期宇宙中星系的形成与演化、超大质量黑洞的形成和增长、宇宙大尺度结构的形成和演化、早期宇宙的再电离以及星系际介质具有重要意义。但由于高红移类星体的观测发现比较困难,目前红移大于5的类星体只有100多个,而红移大于6的类星体只有40个左右,样本非常小,导致对上述问题的研究存在很多不确定性。寻找和研究高红移类星体是国际重大前沿研究课题。 

 

2012年前,我国天文学家利用我国自己的望远镜虽然也发现了不少类星体,但最高红移只有3.3,远远落后于国际水平。2011年底,丽江2.4米望远镜的观测研究平台基本建成,具备了成像、测光、光谱观测等功能,2012年元旦正式对外开放。2012年起,吴学兵领导的团队利用2.4米望远镜的光谱观测寻找高红移类星体,不断刷新我国发现类星体的红移记录。到目前为止,2.4米望远镜共发现40多个高红移类星体,其中红移大于5的类星体25个,包括此次在Nature 杂志公布的一个红移为6.3的极亮类星体,在国际上产生了较大的学术影响。 

 
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