发布日期：2024-10-22 03:29 点击次数：57
反差 裸
这幅由好意思国宇航局詹姆斯-韦伯天外千里镜拍摄的图像流露，一颗陈旧的类星体（红色圈内）的左近星系（亮堂的圆球）比预期的要少，这挑战了物理学家对第一颗类星体和超大质料黑洞酿成进程的融会。 图片着手：Christina Eilers/EIGER 团队
类星体是位于星系中心的一个极其亮堂的区域，由一个超大质料黑洞脱手。 当这个黑洞从周围吸入气体和尘埃时，会开释出高大的能量，使类星体成为天下中最亮的天体之一。 类星体早在天下大爆炸后的几亿年就被探伤到了，这就建议了一个问题：类星体是如安在如斯短的天下时候内变得如斯高大和亮堂的？
科学家们以为，第一批类星体是在原始物资密渡过高的区域酿成的，这很可能也孕育了隔邻较小的星系。 可是，麻省理工学院指令的一项最新盘问发现，其中一些陈旧的类星体似乎是寂然存在的，并莫得早期天下中预期的重生星系环境。
天体裁家们使用NASA的詹姆斯-韦伯天外千里镜（JWST）考察了130多亿年前的时光，盘问了五颗已知陈旧类星体的天下环境。 他们发现这些类星体的周围环境（或称"类星体场"）有着惊东说念主的变化。 正如所有模子所掂量的那样，一些类星体位于终点拥堵的星域中，左近的星系杰出 50 个，而其余的类星体似乎漂流在空旷的地方，隔邻惟有几个游离的星系。
这些孤独的类星体对物理学家的融会建议了挑战，他们不解白在天下中如斯之早的时候，这些发光体是何如酿成的，而周围又莫得大量的物资着手来促进它们的黑洞助长。
类星体是远方星系的强光中心，由归并气体和尘埃的超大质料黑洞脱手，开释出大量能量。 这些天体是天下中最亮的一些天体，在数十亿光年的距离内齐能看到。 府上着手：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（STScI）
"与之前的念念法相背，咱们发现平均而言，这些类星体并不一定位于早期天下中密度最高的区域。 它们中的一些似乎是坐落在渺无东说念主迹的地方，"麻省理工学院物理学助理教学安娜-克里斯蒂娜-艾勒斯（Anna-Christina Eilers）说。"要是这些类星体看起来莫得任何养料，就很高深释它们是何如长到这样大的。"
有一种可能性是，这些类星体可能并不像它们看起来的那样孤独，而是被星系所包围，而这些星系被大量的尘埃所覆盖，因此无法被不雅测到。 埃勒斯和她的共事但愿休养他们的不雅测服从，试图识破这些天下尘埃，从而了解类星体是如安在天下早期长得如斯之大、如斯之快的。
艾勒斯和她的共事在10月17日发表在Astrophysical Journal上的一篇论文中敷陈了他们的发现。 麻省理工学院的合著者包括博士后罗汉-奈杜（Rohan Naidu）和岳明皓；弗朗西斯-弗里德曼物理学教学、麻省理工学院卡弗里天体物理学与空间盘问所长处罗伯特-西姆科（Robert Simcoe）；以及来自莱顿大学、加州大学圣巴巴拉分校、苏黎世联邦理工学院等机构的相助者。
日本美女新不雅测到的五颗类星体是迄今甩掉不雅测到的最陈旧的类星体之一。 这些天体的年纪杰出130亿年，被以为是在天下大爆炸后6亿到7亿年之间酿成的。 脱手类星体的超大质料黑洞的质料是太阳的十亿倍，亮度是太阳的一万亿倍。 由于它们的光度极高，每个类星体发出的光齐能穿越天下的年纪，远到足以到达今天 JWST 的高聪惠度探伤器。
埃勒斯说："咱们当今领有的千里镜不错捕捉到 130 亿年前的光泽，况兼细节如斯丰富，这果然是太惊东说念主了。JWST第一次让咱们大要不雅察这些类星体的环境，它们在那处长大，它们的邻居是什么样的。"
盘问小组分析了 JWST 在 2022 年 8 月至 2023 年 6 月本事拍摄的五颗陈旧类星体的图像。 对每颗类星体的不雅测齐包括多幅"马赛克"图像，即类星体场的局部视图，盘问小组将这些图像灵验地拼接在全部，以生成每颗类星体周围邻域的齐备图像。
该千里镜还测量了每个类星体场中多个波长的光泽，盘问小组随后对其进行了惩处，以细目场中的特定物体是否是来自左近星系的光泽，以及该星系距离亮度更高的中心类星体有多远。
埃勒斯说："咱们发现，这五颗类星体之间独一的分别便是它们所处的环境看起来终点不同。举例，一个类星体周围有近 50 个星系，而另一个类星体周围惟有两个星系。 而这两个类星体的大小、体积、亮度和天下时候齐是换取的。 这果然令东说念主骇怪。"
挑战圭臬模子
类星体场的各异给黑洞成长和星系酿成的圭臬图景带来了辛劳。 字据物理学家对天下中第一批天体何如出现的最好融会，暗物资的天下辘集应该依然设定了地点。 暗物资是一种尚未瓦解的物履历式，除了通过引力以外，它与周围环境莫得其他互相作用。
在天下大爆炸后不久，早期天下被以为酿成了暗物资丝，这些暗物资丝就像一条引力说念路，诱导着气体和尘埃沿着它的卷须迁移。 在这张网过于密集的区域，物资会蓄积酿成更大质料的天体。 而最亮、质料最大的早期天体，如类星体，会在网的最高密度区域酿成，这些区域也会产生更多更小的星系。
"暗物资天下网是咱们天下学模子的一个可靠掂量，它不错通过数值模拟得回详备面貌，"论文合著者、莱顿大学盘问生埃利亚-皮扎蒂（Elia Pizzati）说。"通过将咱们的不雅测服从与这些模拟服从进行比拟，咱们不错细目类星体在天下采聚会的位置。"
科学家们臆度，类星体必须以极高的吸积率握续增长，身手在天体裁家不雅测到它们的时候，也便是大爆炸后不到10亿年的时候，达到极高的质料和光度。
"咱们试图复兴的主要问题是：在天下还终点终点年青的时候，这些十亿太阳质料的黑洞是何如酿成的？ 艾勒斯说："它还处于起步阶段。"
盘问小组的发现建议的问题可能比谜底更多。 这些"孤独"的类星体似乎生涯在天外中相对空旷的区域。 要是物理学家的天下学模子是正确的，那么这些萧疏的区域就意味着暗物资，或者说酝酿恒星和星系的肇端物资终点少。 那么，极其亮堂和高大的类星体是何如酿成的呢？
埃勒斯说："咱们的盘问服从标明，对于这些超大质料黑洞是何如助长的，还有很大一块谜题莫得解开。要是周围莫得填塞的物资让一些类星体大要握续增长，那就意味着它们一定还有其他的增长神情，而咱们还莫得弄了了。"
编译自/SciTechDaily反差 裸
