【研究成果】中央大學天文所團隊發現目前已知最遙遠的蝎虎座BL天體,撼動天文界!

by Yang-Kuang Chao
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撰稿  /  楊渝惠 (科學推展中心特約編輯)


圖1. 目前已知耀變體的電波光度對紅移之分佈,紅色空心星形符號是2020年由國外天文學團隊所發現的最遠蝎虎座天體J1219+36,實心星形符號則是此次研究所發現更遙遠的蝎虎座天體J2331+11。

你是否也喜歡仰望天空看星星呢?是否腦中也常縈繞著《玩具總動員》主角巴斯光年的名言「飛向宇宙,浩瀚無垠」呢?身處地球的我們或許很難相信,地球在宇宙中,大概就只是一粒沙塵而已!為了更了解宇宙的奧秘,住在這小小沙塵上的我們不禁卯足了勁,向外探索、凝望。而就在今年,來自中央大學天文所的黃崇源教授、及柯伊娜助理研究學者,觀測到一顆距離地球極為遙遠的蝎虎座BL天體,打破了全球天文學界的紀錄。

黃崇源教授及柯伊娜研究學者自2020年起,以距離較遠的高紅移類星體為目標,進行光譜觀測與分析,意外發現了紅移約6.5的蝎虎座BL天體。蝎虎座BL天體為黑洞的一種,我們時常聽到的「黑洞」,為具有強大重力場的區域,會不斷吸收週遭物質,並使空間嚴重彎曲,以致於連光線都無法逃逸,就形成了「黑」洞。當一個黑洞的質量高達一百萬個、甚至數百億個太陽那麼大,就被稱為超巨質量黑洞。大部分的大星系都有一顆超巨質量黑洞。

有些超巨質量黑洞在吞噬周遭物質時會釋放能量、發出光線,它所存在的星系會因此特性,被稱為活躍星系。約有十分之一的活躍星系會產生高速噴流及無線電波輻射,如果它的噴流方向剛好指向地球,就被稱為「耀變體」。較年輕的耀變體─「平譜電波類星體」,其黑洞周圍有較多的氣體,隨著時間不斷推移,周遭可餵養黑洞的物質多半都被吞噬之後,平譜電波類星體就會演化成「蝎虎座BL天體」,為巨質量黑洞的老年期。

由於光速的速度限制,光線在被科學家觀測到時,距離我們越遠,即表示它還在傳輸中、是從越早期的宇宙發射而來。由於蝎虎座BL天體為耀變體的老年期,照理而言應該是較晚形成、距離我們較近,也因此,目前已知的蝎虎座BL天體紅移多小於1,此前已知最遠的蝎虎座BL天體紅移也只有3。黃崇源教授及柯伊娜研究學者此次的發現打破了過往的想像,紅移約6.5的蝎虎座BL天體,代表它誕生、開始發出光芒時,對應的宇宙年齡只有約8億年,相較於目前宇宙的138億年,實在非常年輕。

換言之,只有8億歲的宇宙仍處於幼兒期,星系及大質量黑洞才剛要誕生,此時卻觀察到一個已處於老年期的蝎虎座BL天體,就像是看到一位老年人混在幼兒群之中,非常地不協調。科學家目前還不清楚為什麼會有這樣的現象,但確定的是,兩位學者的發現,改變及撼動了天文界對活躍星系的理解、以及對超巨質量黑洞演化的想像。

黃崇源教授及柯伊娜研究學者現在仍持續與國際團隊配合,利用特長基線干涉測量法(VLBI),觀察此次發現的蝎虎座BL天體、與其他距離較近的蝎虎座BL天體的異同,也期待未來能發現更多遙遠的蝎虎座BL天體,一步步解開宇宙之謎!

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