[圖文]發現百萬計的類星體隱藏黑洞
隸屬於美國國家航空航天局的廣域紅外空間望遠鏡(WISE)進行的巡天紅外調查發現並確認了數以百萬計的類星體候選者。對全天類星體的標記使得科學家們可發現超大質量黑洞和極端星系或者被宇宙塵埃掩蓋的星系。參與項研究的機構有美國國家航空航天局噴氣推進實驗室、加州理工學院、以及加州理工洛杉磯分校。
廣域紅外空間望遠鏡透過星際塵埃揭示了百萬計的黑洞候選天體,其中大約有1000個隱藏於塵埃團背後的黑洞被認為已經在之前被發現與最「明亮」的星系中,這些具有強大能量的星系向外輻射著紅外信號,因此被科學家稱為"hot DOGs"星系。根據美國國家航空航天局華盛頓總部廣域紅外空間望遠鏡項目的科學家哈仕瑪·哈桑(Hashima Hasan)介紹:「廣域紅外空間望遠鏡可以發現各種各樣隱藏的天體,比如隱藏在塵埃雲背後的星系或者類星體。」
在2011年初,廣域紅外空間望遠鏡完成了兩次紅外巡天,如同用夜視儀窺視黑暗,該紅外望遠鏡已經拍攝到數百萬張巡天圖像,所有的觀測數據都會公佈,允許天文學家對這些圖像進行研究,發現新的天體。新的觀測結果正在幫助天文學家更好地理解星系以及其中央黑洞是如何演化的。比如我們銀河系中心的巨型黑洞,即人馬座A*(Sgr A*)黑洞,位於銀心方向,科學家認為該黑洞質量達到了400萬倍太陽質量,併吞噬著周圍宇宙物質,以及增加吸積區域的溫度,然而更大質量的黑洞,如數億倍太陽質量的黑洞甚至能中止星系中恆星的形成。
廣域紅外空間望遠鏡繪製的紅外波段巡天圖像,前景為美國國家航空航天局廣域紅外空間望遠鏡(WISE)。在一項研究中,天文學家使用廣域紅外空間望遠鏡對巡天結果中的250萬個活躍的正處於吞噬過程中的超大質量黑洞進行了識別確定,距離超過了100億光年。
其中大約有三分之二的探測目標無法直接觀測到,因為它們隱藏在宇宙塵埃背後,以至於可見光波段無法發現其蹤跡。但是廣域紅外空間望遠鏡卻很容易看到這些「宇宙怪物」的身影,因為後者具有強大的能量,並向外輻射紅外特徵,工作於紅外波段的空間望遠鏡可以透過宇宙塵埃看到它們。
根據位於加州帕薩迪納市的美國國家航空航天局噴氣推進實驗室科學家、本項研究論文的第一作者以及核頻譜望遠鏡陣列(NuSTAR)的項目的科學家丹尼爾·斯特恩(Daniel Stern)介紹:「我們通過廣域紅外空間望遠鏡強大的探測能力將黑洞現身,而核頻譜望遠鏡陣列將為我們提供全新的高能X射線行為圖像。」核頻譜望遠鏡陣列是美國國家航空航天局另一個黑洞研究項目。
在另外兩篇由關於紅外空間望遠鏡觀測研究論文中,研究人員報告中提到了在已知「明亮」星系中的一些發現,這同時也是該任務的主要觀測目標之一,截至目前,科學家們已經確認了1000個候選者。
這些極端的宇宙天體比我們的太陽要明亮超過100萬億倍,由於它們大部分隱藏在宇宙塵埃背後,因此通過廣域紅外空間望遠鏡可以捕捉到這些天體發出了最長紅外波段光線。隸屬於美國國家航空航天局的斯皮策空間望遠鏡也加入到這次對黑洞的紅外巡天研究中,為科學家提供了更加詳細的巡天黑洞分佈。
廣域紅外空間望遠鏡的觀測數據與來自夏威夷莫納克亞山的加州理工亞毫米波射電望遠鏡陣整合,揭示了位於遙遠宇宙極端星系的紅外特徵比其他星系高出兩倍以上,對此科學家認為這些星系周圍的宇宙塵埃或者物質被活躍的黑洞所輻射,產生了較強的紅外特徵值。