科学家发现83个Quasars由超级分类的黑洞提供动力

天文学家在宇宙早期发现了83个超大质量黑洞

艺术家对Quasar的印象。叠加的黑洞位于中心,材料的重力能量被释放为光。图片由吉基松山提供

来自日本,台湾和普林斯顿大学已经发现了83个Quasars由远端宇宙中的超级分类黑洞提供动力,从宇宙不到目前年龄的10%的时间。

“显着的是,这种大规模密集的物体能够在此之后很快形成大爆炸普林斯顿大学天体物理科学教授Michael Strauss说,是该研究的共同作者之一。“了解黑洞如何在早期宇宙中形成,只是他们的常见程度,是我们宇宙学模式的挑战。”

这一发现增加了这一巨头的黑洞数量,并揭示了他们在宇宙历史上的早期普通程度。此外,它还可以在其上次宇宙中对早期宇宙物理状态的效果进行新的洞察力。该研究显示在Astrophysical Journal和日本天文天文台的出版物中发表的一系列五篇论文。

天文学家发现83个超级分类的黑洞


来自最遥远的Quasars之一,由距离地球距离1305亿光年的超级分类黑洞提供动力。图像是通过安装在底座望远镜上的超级凸轮(HSC)获得的。该领域中的其他目的主要是我们银河系的恒星或沿着视线的星系。图片由日本国家天文观测所提供的

在星系中心发现的超大质量黑洞,其质量可能是太阳的数百万倍甚至数十亿倍。虽然它们今天很普遍,但不清楚它们最初是什么时候形成的,也不清楚在遥远的早期宇宙中存在过多少个。一个超大质量黑洞当气体增强到它上时,会变得可见,导致它作为“Quasar”。以前的研究仅敏感到非常罕见的,最透明的标准条件,因此是最巨大的黑洞。新发现探讨了微弱的Quasars人口,由黑洞动力,群众与当今宇宙中最多的大多数黑洞相当。

该研究团队使用了一种尖端仪器——hypersupreme - cam (HSC)——获取的数据,该仪器安装在位于夏威夷茂纳基亚山顶的日本国家天文台的斯巴鲁望远镜上。HSC拥有一个巨大的视野——1.77度,或7倍于满月的面积——安装在世界上最大的望远镜之一上。星状星云研究小组用望远镜300个晚上的时间观测天空,历时5年。

团队从敏感的HSC调查数据中选择了遥远的标准候选者。然后,他们使用三个望远镜进行了一项强化观察活动,以获得这些候选人的光谱:斯图文望远镜;在西班牙大公司拉帕尔马岛上的格兰伸缩披肩加那利群岛;和智利的双子座南望远镜。该调查显示了83个以前未知的非常远的标准条件。研究人员在调查区域中已知的17个Quasars一起发现,每立方千兆光 - 换句话说,如果你把宇宙划分为数十亿光年的虚构立方体,那么一侧,每个都会握住一个超大的黑洞。

发现83个超大质量黑洞

从HSC数据中识别的100个类别。前七排显示了83新发现的Quasars,而底部两行代表了调查区域中先前已知的Quasars。由于宇宙的扩张和光学间隙中的光吸收,它们显得非常红色。所有图像都是通过HSC获得的。图片由日本国家天文观测所提供的

这项研究中的类星体样本约为130亿光年远离地球;换句话说,我们在130亿年前存在时,我们正在看到它们。随着大爆炸举行的138亿年前,我们正在有效地回顾一下,看到这些泉源和超级分类的黑洞,因为它们在创造(已知)宇宙之后才出现大约800万年。

众所周知,宇宙中的氢曾经中性,但是“标准化” - 分裂到其组件质子和电子 - 周围的第一代恒星,星系和超大的黑洞出生,在前几个大爆炸后亿年。这是宇宙历史的里程碑,但天文学家仍然不知道提供了导致元化所需的令人难以置信的能量。一个令人尖锐的假设表明早期宇宙中有更多的蛋黄,而不是先前检测到,它是它们的综合辐射,这些辐射是指宇宙。

“然而,我们观察到的类星体数量表明事实并非如此,”1985年普林斯顿大学博士毕业生、天体物理科学高级研究科学家罗伯特·勒普顿(Robert Lupton)解释道。“我们看到的类星体的数量明显少于解释再电离所需的数量。因此,再电离是由另一种能量源引起的,很可能是在年轻的宇宙中开始形成的众多星系。

83透露83个超级分类黑洞


如果从大爆炸到现在的宇宙的历史上被布置在足球场,地球和我们的太阳系将不会出现,直到我们自己的33码线。生活在28码线内出现在28码线里,恐龙在1码线和目标之间灭绝。所有人类历史,因为先生首次爬出树木,发生在一英寸的目标线内。在这个时间表上,普林斯顿天体物理学家迈克尔施特劳斯和他的国际同事队发现的超级分类黑洞将会回到宇宙的6码线上,很快就会在大爆炸本身之后。图片百置麦克奈,通讯办公室

斯巴鲁和HSC领先世界的调查能力使这项研究成为可能。“我们发现的类星体将是一个有趣的课题,我们可以用现有和未来的设备进行进一步的后续观测,”领导这项研究的前普林斯顿博士后松冈义木(Yoshiki Matsuoka)说。“通过将测量到的数量密度和光度分布与理论模型的预测进行比较,我们还将了解超大质量黑洞的形成和早期演化。”

基于目前取得的成果,该团队期待着发现更多遥远的黑洞,并发现宇宙中第一个超大质量黑洞何时出现。

HSC协作包括来自日本,台湾和普林斯顿大学的天文学家。HSC仪器软件是由日本国家天文观测所开发的,宇宙(Kavli IPMU),东京大学,高能量加速器研究组织(Kek),高能量加速器研究组织(KEK),开发了日本(NAOJ)。台湾(亚洲亚洲)和普林斯顿大学的学术学学术研究所天文学与天文学研究所。资金是由日本内阁办公室,教育部,文化,体育,科学技术(MEXT),日本科学学会(JSP),日本科技机构(JST),Toray科学基金会,Naoj,Kavli Ipmu,Kek,Asia和普林顿大学。

本研究的结果在以下五篇论文中发表:

  1. 发现z> 7的第一个低光度Quasar“,借鉴Yoshiki松岗,Masafusa Onoue,Nobunari Kashikawa,Michael A Strauss,Kazushi Iwasawa,Chien-Hsiu Lee,Masatoshi Imanishi,Tohru Nagao和40个共同作者,包括普林斯顿天体物理学家詹姆斯博世詹姆斯·甘恩罗伯特兰顿保罗价格,发表在2月6日的《天体物理杂志通讯》,872 (2019),2 (DOI:10.3847 / 2041-8213 / AB0216)。
  2. 斯巴鲁高z低光度类星体探测(SHELLQs)。V.类星体在z = 6时的亮度函数和对宇宙再电离的贡献发表在12月20日的《天体物理杂志》上,第869(2018)、150 (DOI:10.3847 / 1538-4357 / aaee7a)。
  3. 斯巴鲁高z低光度类星体探测(SHELLQs)。IV。在5.7≤z≤6.9的5.7≤6.9中发现41个Quasar和发光星系。,“2018年7月3日在AstrophySical Journal Fuction系列,237(2018),5(Doi:10.3847 / 1538 - 4365 / aac724)。
  4. 斯巴鲁高Z低发光度Quasars(ShellQs)探索。II。在5.7 ,发表于2017年7月5日的《日本天文学会出版物》,70 (2018),S35 (DOI:10.1093 / PASJ / PSX046)。
  5. 斯巴鲁高z低光度类星体探测(SHELLQs)。I.在5.7 “,2016年8月25日在Astrophysical Journal,828(2016),26(Doi:10.3847 / 0004 - 637 x / 828/1/26)。

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