天文学家观测宇宙最古老的光-源自古老黑洞喷流

利用美国航空航天局(NASA)的钱德拉X射线天文望远镜,研究者意外发现了这次来自古老黑洞的喷流。这次发现揭示了宇宙大爆炸后的早期阶段,宇宙中的超大质量黑洞比我们以往想象的更为活跃和众多。

这张由欧洲普朗克卫星拍摄的全天空微波辐射图中,黄色斑点代表着宇宙微波背景辐射。在钱德拉望远镜观测到的喷流中,高速电子穿越这宇宙微波背景辐射,与微波光子发生碰撞,从而增强了X射线的能量。

这一令人惊叹的发现发生在一个被称为B3 0727+409的黑洞系统中,距离地球至少30万光年。尽管天文学家对于喷流发出X射线的解释并不完全认同,但他们普遍认为,从B3 0727+409黑洞喷出的电子以接近光速的速度行进数十万光年,形成了我们能观测到的X射线频带。这些电子在大爆炸后的早期宇宙中,穿越了比现在更高强度的宇宙微波背景辐射,与微波光子碰撞后增强了X射线的能量。

日本宇宙科学研究所(ISAS)的奥罗拉?西米翁内斯库领导了这项研究。她表示:“这次发现的喷流发生在宇宙诞生不到30亿年的时候,喷流中X射线的亮度比近期宇宙的亮度高出约150倍。”这个发现不同寻常,通常这类发现是通过射电望远镜进行的,而非X射线望远镜。这次钱德拉望远镜的X射线成像成功捕捉到了喷流活动,这让我们有机会深入研究早期宇宙中的黑洞行为。共同作者Lukasz Stawarz解释说:“我们实际上是无意间观测到了这次不可思议的喷流,它刚好出现在钱德拉望远镜的视野中。”不过他也指出这样的观测并不常见。Stawarz进一步表示,如果能证实较亮的X射线喷流与微弱的无线电波共存,那么宇宙中可能还存在更多这样的喷流等待我们去发现。对这些喷流的研究可以提供关于早期宇宙中超大质量黑洞行为的线索,并揭示这些黑洞随时间可能发生的变化。“超大质量黑洞的活动可能在不同时期有所不同,”共同作者Teddy Cheung说,“通过研究这些遥远的喷流,我们可以了解这些黑洞性质随时间的变化。”

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