130亿光年外 发现100个超大黑洞 长这样…(组图)

Daphane

文章来源: 综合新闻




台湾的国立清华大学天文所副教授后藤友嗣以图片示意，寻找超大质量黑洞（黑点）的有效方法，就是观测黑洞吞噬周围物质过程中，发出明亮光芒的“类星体”(Quasar)。（清大提供）

台湾的国立清华大学天文所副教授后藤友嗣与日本爱媛大学、东京大学、美国普林斯顿大学等国际研究团队合作，穿越广袤银河，在距离地球约130亿光年的超远方宇宙，发现100个质量比太阳还大100万倍以上的超大质量黑洞（SupermassiveBlack Holes）。
国立清华大学发布新闻稿表示，由日、台、美、德、西班牙46位学者组成的国际研究团队3月13日在东京大学对外界发表这项突破性的天文发现。
天文学界估计宇宙的年龄约为138亿年，后藤友嗣老师表示，这项耗时3年的观测也发现，在宇宙形成的非常初期，也就是约130亿年前、即5%的前期，已出现了许多超大质量黑洞，“就像娇小的母亲为何能产下巨婴？令人感到不可思议，也留下许多待解的谜团。”





台湾的国立清华大学天文所副教授后藤友嗣携手国际团队，在距离地球约130亿光年的超远方宇宙发现百个超大质量黑洞。（清大提供）

后藤解释，宇宙大霹雳后的30万年处于没有恒星、没有星系的黑暗时代，后来发生了“再电离”，充满宇宙的中性氢原子产生相变，让宇宙变得透明，这是宇宙历史上很重要的事件，但是什么促成再电离？学界仍未有定论。过去认为最可能的假说即是超大黑洞所造成。
因此，全球许多天文研究团队都极力要找到这些质量为太阳的100万到100亿倍的超大质量黑洞。而寻找超大黑洞的有效方法，就是观测黑洞吞噬周围物质过程中，发出明亮光芒的“类星体”(Quasar)。过去仅有极少数非常明亮的类星体被发现。
后藤所属的研究团队采用日本国立天文台在夏威夷的SUBARU望远镜，及西班牙加那利、智利双子星共三个大口径望远镜，搭配最先进的超广角相机HSC，大幅提升观测灵敏度，观测到过去未能发现、仅发出弱光的类星体。
团队累计进行了共300夜的密集观测，每夜观测费用高达300万台币，共发现83个新的超大黑洞、并重新确认17个过去有光谱纪录的超大黑洞。“这是黑洞观测史上的一大跃进。”后藤兴奋地表示。
后藤进一步说明，经由发现黑洞分布的密度，团队也证实，100个黑洞产生的辐射能量不足以导致宇宙再电离，起码要1,000个黑洞才有此可能，推翻了黑洞造成宇宙再电离的假说。学界未来将进一步研究宇宙初期出现的大量星系是否为“再电离”成因。




台湾的国立清华大学天文所副教授后藤友嗣携手国际团队，在超远方宇宙发现百个超大质量黑洞。（清大提供）

走进后藤在清华大学的办公室，除了黑洞研究海报，最亮眼的就是书柜里满满的马拉松赛奖杯，及墙上一张张他高高跃过终点线的英姿照。从他2014年加入清华以来，这5年的校庆环校路跑教职员冠军都只有一个名字——后藤友嗣。除了在校园跑，国内各项马拉松赛事也经常可以看到这位日籍教授的身影。
后藤笑说：“天文学家是在晚上观测的，白天不晓得要做什么，我就绕着天文台一圈圈地跑。”他经常造访的夏威夷天文台海拔高度超过4,000公尺，空气稀薄、含氧量低，正是马拉松选手高海拔训练的绝佳地点。
作为专研黑洞的学者，后藤常说，研究最难的就是在数以亿计的资料中，寻找代表黑洞的那一个小点，这需要长足的耐性，也与他热爱的马拉松运动特性相仿。他高中时加入天文社团，就对宇宙的大小及起源着迷，立下成为天文学家的志向。
后藤说，他很喜欢台湾的研究环境，师生相处就像朋友，学生选择研究方向也很自由。清大物理系大四生吕亭谊在后藤的指导下，也参与了此次跨国的超大黑洞研究团队，得到许多宝贵经验。
吕亭谊表示，后藤老师非常和善可亲，师生之间完全没有隔阂；他也很鼓励他们接触最新的研究，而不只是做老师做过的类似研究。她说，最感谢他常鼓励她克服害羞内向的个性，并陪她练习发表。吕亭谊说，未来想和后藤
老师一样，继续研究宇宙学、黑洞领域。


这里有100个类星体 - 被认为是由其中心的超大质量黑洞提供动力 -通过安装在斯巴鲁望远镜上的超级Suprime-Cam的数据进行识别。 前7行代表了83个新发现。底部的2行代表调查区域中17个先前已知的类星体。 图片来自日本国家天文台

来自最遥远的类星体之一的光，由其核心的超大质量黑洞提供动力，距离地球约130.5亿光年。该领域的其他物体主要是银河系中的恒星，以及沿着视线看到的星系。 图像通过Hyper Suprime-Cam / Subaru望远镜/日本国家天文台。