天文学家发现早期宇宙中最大的射电喷流

莫心海

【正见新闻网2025年02月15日】

据物理网(Phys.org)2025年2月5日报导,天文学家利用多种望远镜发现了一个遥远的双叶射电喷流,其宽度惊人地达到 20 万光年:是银河系宽度的两倍。这是迄今为止在宇宙早期发现的最大射电喷流。天文学家认为这个射电喷流来自一个宇宙早期的类星体。

天文学家利用多个天文望远镜发现早期宇宙最大的射电喷流

该喷流最初是使用国际低频阵列 (LOFAR) 望远镜发现的。随后,研究人员利用双子座近红外光谱仪 (GNIRS) 进行了近红外观测,并利用霍比·埃伯利(Hobby Eberly )望远镜进行了光学观测,绘制出了射电射流和产生射电射流的类星体的完整图像。这些发现对于了解宇宙中第一批大规模射流形成的时间和机制至关重要。

GNIRS 安装在双子座北望远镜上,该望远镜是国际双子座天文台的一半,由 NSF NOIRlab 运营。

“我们在早期宇宙中寻找具有强射电喷流的类星体,这有助于我们了解第一批喷流是如何以及何时形成的,以及它们如何影响星系的演化,”NOIRLab 博士后研究员、在《天体物理学杂志快报》上发表这些结果的论文的主要作者 安尼克.格洛德曼斯(Anniek Gloudemans) 说。

确定类星体的性质(例如其质量和消耗物质的速度)对于了解其形成历史至关重要。为了测量这些参数,该团队寻找类星体发出的一种特定波长的光,即 MgII(镁)宽发射线。

通常情况下,该信号出现在紫外线波长范围内。然而,由于宇宙膨胀,类星体发出的光被“拉伸”到更长的波长,镁信号到达地球时处于近红外波长范围内,可以用 GNIRS 探测到。

这个类星体名为 J1601+3102,形成于宇宙诞生不到 12 亿年的时候,仅为其当前年龄的 9%。虽然类星体的质量可以比太阳大数十亿倍,但这个类星体的质量却很小,只有太阳质量的 4.5 亿倍。双面喷流的亮度和与类星体的距离都不对称,这表明极端环境可能正在影响它们。

“有趣的是,与其他类星体相比,为这股巨大射电喷流提供动力的类星体并没有极端的黑洞质量,”格洛德曼斯说。“这似乎表明,在早期宇宙中,并不一定需要一个异常巨大的黑洞或吸积率来产生如此强大的喷流。”

正是因为这个物体太过极端,我们才可以从地球上观测到它,尽管它距离我们非常遥远,”格洛德曼斯说。

“当我们开始观察这个物体时,我们以为南边的喷流只是一个不相关的附近源,而且大部分都很小。当 LOFAR 图像显示出大型、详细的射电结构时,我们感到非常惊讶,”杜伦大学博士后研究员、论文合著者 Frits Sweijen 表示。

“由于这种遥远光源的性质,它很难在较高的无线电频率下被探测到,这证明了 LOFAR 本身的威力及其与其他仪器的协同作用。”

科学家们对于 J1601+3102 等射电明亮类星体与其他类星体有何不同仍有许多疑问。尚不清楚需要什么样的环境才能产生如此强大的射电喷流,也不清楚宇宙中第一批射电喷流何时形成。

资料来源:

https://phys.org/news/2025-02-astronomers-reveal-largest-radio-jet.html

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