JWST最近对宇宙婴儿期的两个类星体的观测揭示了黑洞与其星系之间早期关系的重要见解，与最近宇宙中的质量比相呼应。
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的新图像首次揭示了来自两个巨大星系的星光，这两个星系拥有活跃增长的黑洞 – 类星体 – 在大爆炸后不到十亿年内看到。黑洞的质量接近太阳的十亿倍，宿主星系的质量几乎是太阳的一百倍，这一比例与最近的宇宙中发现的比例相似。斯巴鲁望远镜和JWST的宽视场巡天的强大结合为研究遥远宇宙铺平了一条新道路，最近发表在《自然》杂志上的一项研究。
近年来，对巨型黑洞的观测引起了天文学家的关注。事件视界望远镜（EHT）已经开始对星系中心黑洞的“阴影”进行成像。2020年物理学奖授予银河系中心的恒星运动观测。虽然这种巨型黑洞的存在已经变得牢固，但没有人知道它们的起源。
天文学家报告说，在宇宙的头十亿年内存在数十亿太阳质量的黑洞——当宇宙如此年轻时，这些黑洞怎么会长得这么大？更令人费解的是，对局部宇宙的观测表明，超大质量黑洞的质量与它们所在的更大星系之间存在明显的关系。星系和黑洞的大小完全不同，那么哪个先来：黑洞还是星系？这是一个宇宙尺度上的“先有鸡还是先有蛋”的问题。
由北京大学卡夫利天文与天体物理研究所（KIAA）卡夫利天体物理学研究员Masafusa Onoue、卡夫利宇宙物理与数学研究所（Kavli IPMU）研究员丁旭恒和卡夫利IPMU教授约翰·西尔弗曼（John Silverman）领导的国际研究小组已经开始用詹姆斯·韦伯太空望远镜回答这个问题（JWST）是由美国宇航局、欧洲航天局（ESA）和加拿大航天局（CSA）国际合作开发的6.5米太空望远镜，于2021年12月发射升空。
类星体是发光的，而它们的宿主星系是微弱的，这使得研究人员很难在类星体的眩光中探测星系的昏暗光线，尤其是在很远的距离。“在红移6号上找到类星体的宿主星系，就像戴着雾蒙蒙的眼镜，试图在令人叹为观止的烟花表演中发现萤火虫一样。宿主星系非常微弱，图像分辨率非常有限，即使使用哈勃太空望远镜也是如此，这使得揭开它们隐藏的美丽成为一个真正的挑战，“丁旭恒说。
研究小组在JWST观测了两个类星体，HSC J2236 + 0032和HSC J2255 + 0251，当宇宙大约8.6亿年的历史时，红移为6.40和6.34。这两个类星体最初是通过对8.2米斯巴鲁望远镜的宽视场调查发现的，研究团队迄今为止已经确定了160多个类星体。这些类星体相对较低的光度使它们成为测量宿主星系特性的主要目标，成功探测到宿主代表了迄今为止在类星体中探测到星光的最早时代。
这两个类星体的图像是用JWST的NIRCam仪器在3.56和1.50微米的红外波长下拍摄的，在仔细建模和减去吸积黑洞的眩光后，宿主星系变得明显。在JWST的NIRSpec为J2236 + 0032拍摄的光谱中也看到了宿主星系的恒星特征，进一步支持了对宿主星系的探测。“自从我在日本国家天文台攻读博士学位以来，我一直深入参与斯巴鲁对高红移类星体的调查。我为我们在斯巴鲁发现的HSC类星体中成功探测到星光感到非常自豪，“Masafusa Onoue说。
从观测中，研究小组发现黑洞质量与宿主星系质量的比率与在最近的宇宙中看到的比率相似。结果表明，黑洞与其宿主之间的关系在大爆炸后的第一个十亿年内就已经存在。该团队将继续这项研究，以更大的遥远类星体样本进行研究，旨在进一步限制黑洞及其母星系在宇宙时间内的协同进化增长历史。这些观测结果将限制黑洞及其宿主星系协同演化的模型。
暂无评论内容