研究人员观察到了宇宙历史最后90亿年中最亮类星体的X射线发射,称为SMSSJ114447.77-430859.3,简称J1144。新的视角揭示了类星体的内部运作以及它们如何与环境相互作用。该研究发表在皇家天文学会月刊上。

X射线观察强大类星体的核心

J1144位于距离地球96亿光年的星系中,位于半人马座和长蛇座之间,极其强大,比太阳亮1000,000亿倍。J1144比具有相同光度的其他光源更接近地球,使天文学家能够深入了解为类星体及其周围环境提供动力的黑洞。

该研究由天体物理学和行星学研究所(IRAP)博士后研究员EliasKammoun博士和博士ZsofiIgo领导。马克斯普朗克地外物理研究所(MPE)的候选人。

类星体是已知宇宙中最明亮、距离最远的天体之一,其动力来自于落入超大质量黑洞的气体。它们可以被描述为具有非常高光度的活动星系核(AGN),它们发出大量的电磁辐射,可在无线电、红外线、可见光、紫外线和X射线波长中观察到。SkyMapperSouthernSurvey(SMSS)最初于2022年在可见光波段观测到J1144。

在这项研究中,研究人员结合了几个天基天文台的观测结果:Spectrum-Roentgen-Gamma(SRG)天文台上的eROSITA仪器、ESAXMM-Newton天文台、NASA的核光谱望远镜阵列(NuSTAR)和NASA的NeilGehrels斯威夫特天文台。

该团队使用来自四个天文台的数据来测量类星体发射的X射线的温度。他们发现这个温度约为3.5亿开尔文,是太阳表面温度的60,000多倍。研究小组还发现,类星体中心黑洞的质量约为太阳质量的100亿倍,并且其增长速度达到每年100个太阳质量的数量级。

来自该源的X射线光在几天的时间尺度上变化,这在具有像J1144中的黑洞一样大的类星体中通常是看不到的。这种大小的黑洞的典型变化时间尺度为数月甚至数年。观测还表明,在一部分气体被黑洞吞噬的同时,一些气体以极其强大的风的形式喷射出来,向宿主星系注入大量能量。

该论文的第一作者Kammoun博士说:“我们感到非常惊讶,尽管它具有极大的能量,但之前没有任何X射线天文台观察到过这个来源。”

他补充道,“类似的类星体通常在更远的距离被发现,所以它们看起来更暗淡,我们看到它们就像宇宙只有2-30亿年时的样子。J1144是一个非常罕见的来源,因为它非常明亮并且离地球更近(尽管距离很远!),让我们得以独特地一瞥如此强大的类星体的样子。”

“今年6月将启动对该源的新监测活动,这可能会从这个独特的源中揭示更多惊喜。”