天文學家發現早期宇宙中最大的射電噴流

莫心海

【正見新聞網2025年02月15日】

據物理網(Phys.org)2025年2月5日報導,天文學家利用多種望遠鏡發現了一個遙遠的雙葉射電噴流,其寬度驚人地達到 20 萬光年:是銀河系寬度的兩倍。這是迄今為止在宇宙早期發現的最大射電噴流。天文學家認為這個射電噴流來自一個宇宙早期的類星體。

天文學家利用多個天文望遠鏡發現早期宇宙最大的射電噴流

該噴流最初是使用國際低頻陣列 (LOFAR) 望遠鏡發現的。隨後,研究人員利用雙子座近紅外光譜儀 (GNIRS) 進行了近紅外觀測,並利用霍比·埃伯利(Hobby Eberly )望遠鏡進行了光學觀測,繪製出了射電射流和產生射電射流的類星體的完整圖像。這些發現對於了解宇宙中第一批大規模射流形成的時間和機制至關重要。

GNIRS 安裝在雙子座北望遠鏡上,該望遠鏡是國際雙子座天文台的一半,由 NSF NOIRlab 運營。

「我們在早期宇宙中尋找具有強射電噴流的類星體,這有助於我們了解第一批噴流是如何以及何時形成的,以及它們如何影響星系的演化,」NOIRLab 博士後研究員、在《天體物理學雜誌快報》上發表這些結果的論文的主要作者 安尼克.格洛德曼斯(Anniek Gloudemans) 說。

確定類星體的性質(例如其質量和消耗物質的速度)對於了解其形成歷史至關重要。為了測量這些參數,該團隊尋找類星體發出的一種特定波長的光,即 MgII(鎂)寬發射線。

通常情況下,該信號出現在紫外線波長範圍內。然而,由於宇宙膨脹,類星體發出的光被「拉伸」到更長的波長,鎂信號到達地球時處於近紅外波長範圍內,可以用 GNIRS 探測到。

這個類星體名為 J1601+3102,形成於宇宙誕生不到 12 億年的時候,僅為其當前年齡的 9%。雖然類星體的質量可以比太陽大數十億倍,但這個類星體的質量卻很小,只有太陽質量的 4.5 億倍。雙面噴流的亮度和與類星體的距離都不對稱,這表明極端環境可能正在影響它們。

「有趣的是,與其他類星體相比,為這股巨大射電噴流提供動力的類星體並沒有極端的黑洞質量,」格洛德曼斯說。「這似乎表明,在早期宇宙中,並不一定需要一個異常巨大的黑洞或吸積率來產生如此強大的噴流。」

正是因為這個物體太過極端,我們才可以從地球上觀測到它,儘管它距離我們非常遙遠,」格洛德曼斯說。

「當我們開始觀察這個物體時,我們以為南邊的噴流只是一個不相關的附近源,而且大部分都很小。當 LOFAR 圖像顯示出大型、詳細的射電結構時,我們感到非常驚訝,」杜倫大學博士後研究員、論文合著者 Frits Sweijen 表示。

「由於這種遙遠光源的性質,它很難在較高的無線電頻率下被探測到,這證明了 LOFAR 本身的威力及其與其他儀器的協同作用。」

科學家們對於 J1601+3102 等射電明亮類星體與其他類星體有何不同仍有許多疑問。尚不清楚需要什麼樣的環境才能產生如此強大的射電噴流,也不清楚宇宙中第一批射電噴流何時形成。

資料來源:

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

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