发表在最近一期的《天体物理学杂志快报》上一篇最新论文报告,由西班牙、德国、美国的一个天文学家团队,通过使用世界上最大的光学单一口径反射望远镜——加那利大型望远镜,发现宇宙中历史最悠久的黑洞,该黑洞属于由黑洞提供动力、称为耀变体的极为稀有星系家族。
加那利大型望远镜
当物质朝着星系中心的超大质量黑洞坠落时,其中的一些物质以接近光速的速度,沿着指向相反方向的射流向外加速。如下图所示,当其中的喷流正好对准地球方向时,星系显得特别明亮,被归类为耀变体。
耀变体
研究小组已经确定了在宇宙诞生的前20亿年内,最著名的伽马射线发射星系之一,称为蝎虎座BL(BL Lacertae),是一个有着高度变化的活跃核心星系(AGN或活跃星系核)。
只有一小部分星系发出伽玛射线,这是最极端的光形式。天文学家认为,这些高能光子来自位于这些星系中心的超大质量黑洞附近。发生这种情况时,它们被称为活跃星系。黑洞从周围环境中吞下物质,并发出喷射流,即准直的物质流和辐射流。这些活跃的星系中,很少有(少于1%)的喷流偶然指向地球,是宇宙中最强大的辐射源之一。
活跃星系
耀变体有两种:蝎虎座BL和平面光谱无线电类星体(FSRQ)。目前对这些神秘的天文物体的了解是,平面光谱无线电类星体是相对年轻的活跃星系,富含尘埃和气体,围绕着中心黑洞。随着时间的流逝,可用于馈送黑洞的物质数量被消耗,平面光谱无线电类星体演变为蝎虎座BL对象。换句话说,蝎虎座BL可能代表了耀变体生命的老年人和进化阶段,而平面光谱无线电类星体则类似于成年人。
耀变体
研究人员说,“由于光速受到限制,我们观察得越远,我们研究的宇宙越早。”天文学家认为,宇宙的当前年龄约为138亿年。当宇宙的年龄只有10亿年时,最远的平面光谱无线电类星体被确定在一个距离之外。为了进行比较,当宇宙的年龄约为25亿年时发现了已知的最远的蝎虎座BL。因此,从平面光谱无线电类星体到蝎虎座BL进化的假说似乎是正确的。
现在,国际科学家团队发现了一个新的蝎虎座BL对象,称为4FGL J1219.0 + 3653,它比以前的纪录保持者更远。研究人员说:“我们已经发现了一个已存在8亿年的蝎虎座BL,那时的宇宙还不到200万年。“这一发现挑战了蝎虎座BL实际上是平面光谱无线电类星体演进阶段的当前情况,这一发现挑战了我们对宇宙大爆炸和活跃星系的宇宙演化的认识。”