来源:科技眼
巨大的喷流挑战了人们对这些结构起源的认知,过去它们通常被认为仅与超大质量黑洞有关。
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天文学家在早期宇宙中发现了一条庞大的射电喷流,并指出这是目前已知的那个时代最大的此类结构。
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该喷流至少延伸了20万光年,相当于银河系宽度的两倍。它形成时,宇宙的年龄尚不足目前的10%,大约为137.7亿年。尽管这并非宇宙历史上已知最大的喷流,但它的规模及其形成的年代,引发了关于这类喷流来源的深刻探讨——它们被认为是宇宙中最神秘的天体之一。相关研究成果已发表在《天体物理学杂志通讯》上。
“有一种假设认为,最强大的喷流应当源自质量最大的黑洞,或者那些接近理论吸积极限的黑洞,”NOIRLab的天文学家、该研究的主要作者阿尼克·格洛德曼斯在一封电子邮件中表示。“因此,我们原本可能会认为这个新发现的喷流与一个特别庞大的黑洞有关,但研究结果并未支持这一观点。”
在我们所处的宇宙区域,射电喷流是一种相对常见的现象。然而,在早期宇宙中,它们要么极为罕见,要么尚未被广泛识别。本次研究的喷流源自一个类星体,即高能星系核,编号为J1601+3102。天文学家最初在低频阵列望远镜(LOFAR)的数据中发现了这条喷流,并通过双子座近红外光谱仪(GNIRS)和霍比-埃伯利望远镜(Hobby-Eberly Telescope)的进一步观测,确认了该喷流及其源头类星体的具体信息。
在观测图像中,这条喷流源自一个红色光点,即J1601+3102类星体,形成于宇宙不到12亿年的时候。该类星体的质量相对较小,约为太阳质量的4.5亿倍。因此,喷流的极端规模相较其宿主而言,显得尤为惊人。
根据NOIRLab的研究,这类大型射电喷流之所以在观测中较为罕见,可能与宇宙微波背景辐射有关,该辐射的噪声会掩盖射电信号。而天文学家能够探测到这条喷流,可能是因为它的形成时间足够早,使其在微波背景辐射的干扰下仍然可见。
目前已知最大的喷流是在去年发现的,它们共同构成了一个名为“波尔费里翁”的庞大结构,长度达2300万光年,约为J1601+3102喷流的十倍。如果波尔费里翁的喷流仅与地球大小相当,那么为其提供动力的黑洞可能会小到类似变形虫的尺度。不过,格洛德曼斯的团队此次仅能观测到J1601+3102喷流在早期宇宙中的状态。
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许多未解之谜仍然存在,例如喷流是如何在周围环境中形成的,以及反过来它们又是如何塑造宇宙结构的。目前尚无确切理论能解释不同质量的天体会产生何种喷流,以及喷流的最终极限规模。随着更多观测数据的积累,特别是平方公里阵列望远镜等新设备的加入,这些极端天体的多样性及其起源或将变得更加清晰。