中國天文學家利用甚長基線干涉測量揭開早期宇宙中的類星體奧秘

家構思宇宙早期類星體的模様
類星體,由於在光學上看起來像恆星一樣明亮而得名,其實它既非恆星,也非星系,而是一類活動星系核,它的中心被認為存在著千萬倍太陽質量以上的超大質量黑洞。超高紅移意味著十分遙遠的過去,紅移大於五的區域對應的宇宙年齡只有十億年左右。探測高紅移類星體的輻射性質是研究宇宙早期天體演化的重要途徑。由於紅移越高相應的視亮度和視尺寸都會變得很小,目前通過射電望遠鏡觀測到的紅移大於五的類星體僅有十顆左右,這些天體為我們提供了為數不多的來自宇宙早期的射電信息。對於這類既特殊又罕見的天體,射電甚長基線干涉(Very-long-baseline interferometry,簡稱 VLBI)技術的高分辨率使其成為很好的觀測手段。

甚長基線干涉技術在射電觀測中應用十分廣泛,它通過利用多個位於不同地點的射電望遠鏡同時觀測一顆源,並將每個射電天文台站的數據進行相關處理來得到更高分辨率的圖像。通常在甚長基線干涉觀測中,將每兩個觀測站視為一條基線,基線的距離越長,基線數目越多,所得到的VLBI圖像的分辨率便越高。如今,美國、歐洲、亞洲均已建成基線達數千公里的射電VLBI觀測網絡,令天文學家能夠得到射電源在毫角秒量級的高分辨率下的圖像,從而研究更遠天體、更接近其中央黑洞和吸積盤區域的射電輻射性質。近日,上海天文台安濤研究員領導的國際科研團隊在對超高紅移類星體的調研中,重點研究了類星體CGRaBS J0906+6930(z=5.47),發現它是一顆距離我們遙遠而且在射電波段明亮的耀變體,距離地球約有一百一十億光年,處在只有宇宙當前年齡約十分之一的極早期。它在2004年首次被VLBI發現,是目前紅移大於5的宇宙中射電亮度最高的類星體。該研究團隊於2015年首先利用東亞地區的VLBI網(KaVA)對這顆遙遠的類星體進行了試觀測,驗證了它在22GHz頻率上緻密結構適合VLBI觀測,然後分析了該天體的歷史VLBI數據和單天線流量監測數據,對它的射電性質進行了詳細研究。

【圖:互聯網;文:節錄自中國科學院上海天文台網頁;新聞訊息由林景明提供的】

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