詹姆斯·韦伯发现了迄今为止发现的最遥远的活跃超大质量黑洞

除了观测太阳系中遥远的星系和行星等特定物体外,詹姆斯·韦伯太空望远镜还被用来对天空的部分区域进行大规模的调查。这些巡天观测大片天空,以识别重要目标,例如非常遥远、非常早期的星系,并观测黑洞等有趣的天体。最近的一项此类调查发现了迄今为止所见的最遥远的活跃超大质量黑洞。

虽然典型黑洞的质量可能高达太阳质量的 10 倍左右,但超大质量黑洞的质量要大得多,质量可能是太阳质量的数百万甚至数十亿倍。这些怪物位于星系的中心,被认为在星系的形成和合并中发挥着重要作用。

全景图,被称为宇宙进化早期发布科学(CEERS)调查。
在这个被称为宇宙进化早期发布科学(CEERS)调查的全景图中,有很多细节值得探索。首先引起研究人员注意的星系是那些没有出现在任何其他图像中的星系——韦伯是第一个揭示它们存在的星系。要找到它们,请寻找本次调查中散布的最微小、最红的点。其中一些发出的光已经传播了超过 130 亿年才到达望远镜。研究小组随后与韦伯一起获得了光谱,从而发现了目前已知的最遥远的活跃超大质量黑洞,以及宇宙仅 10 亿岁时就存在的两个更遥远的活跃超大质量黑洞。图片 NASA、ESA、CSA、Steve Finkelstein(UT 奥斯汀分校)、Micaela Bagley(UT 奥斯汀分校)、Rebecca Larson(UT 奥斯汀分校);图像处理 Alyssa Pagan (STScI)

最近发现了这些超大质量黑洞的一个非常早期的例子,其历史可以追溯到大爆炸后仅 5.7 亿年。它位于一个名为 CEERS 1019 的星系中,被确定为名为“宇宙演化早期发布科学”(CEERS) 调查的一部分,该调查利用韦伯来拍摄部分天空的巨幅图像。通过观察远离银河系明亮中心且附近没有明亮星系遮挡视野的区域,这项调查可以识别出非常暗淡和遥远的天体。

德克萨斯大学奥斯汀分校的首席研究员丽贝卡·拉尔森在一份声明中说:“用这台望远镜观察这个遥远的物体很像观察我们附近星系中黑洞的数据。”

韦伯 CEERS 调查图像的裁剪图。
韦伯 CEERS 调查图像的裁剪图。图片 NASA、ESA、CSA、Steve Finkelstein(UT 奥斯汀分校)、Micaela Bagley(UT 奥斯汀分校)、Rebecca Larson(UT 奥斯汀分校);图像处理 Alyssa Pagan (STScI)

超大质量黑洞所在的星系也很有趣。在数据中,它看起来像一行中的三个斑点,而不是预期的单个磁盘。这可以为了解该星系是如何形成的提供线索,该星系是与附近其他星系碰撞的结果。

“我们不习惯在这么远的距离看到如此多的图像结构,”罗切斯特理工学院的 CEERS 团队成员 Jeyhan Kartaltepe 说。 “星系合并可能在一定程度上加剧了该星系黑洞的活动,这也可能导致恒星形成的增加。”

除了这个黑洞之外,CEERS 还发现了 11 个极其古老的星系,其年龄范围是宇宙年龄在 4.7 亿年到 6.75 亿年之间。通过研究这些非常早期的星系,研究人员希望了解星系在整个宇宙历史中形成和生长的方式。

“韦伯是第一个发现其中一些星系的人,”德克萨斯大学奥斯汀分校的 Seiji Fujimoto 说。 “这个星系,以及我们未来可能发现的其他遥远星系,可能会改变我们对整个宇宙历史中恒星形成和星系演化的理解。”


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