天文學(xué)領(lǐng)域迎來(lái)重大突破——科學(xué)家首次在宇宙誕生后不到10億年的"黎明時(shí)期",發(fā)現(xiàn)了一批被厚重塵埃包裹的超大質(zhì)量黑洞類星體。這項(xiàng)由日本愛(ài)媛大學(xué)松岡祥樹(shù)團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的研究,通過(guò)日本昴星望遠(yuǎn)鏡與美國(guó)詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡的協(xié)同觀測(cè)實(shí)現(xiàn),相關(guān)成果已發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志》。
研究團(tuán)隊(duì)在2023年7月至2024年10月期間,運(yùn)用昴星望遠(yuǎn)鏡的超廣視場(chǎng)主焦相機(jī)(HSC-SSP)對(duì)遙遠(yuǎn)星系展開(kāi)掃描,從海量數(shù)據(jù)中篩選出可能存在類星體的候選天體。隨后借助韋布望遠(yuǎn)鏡的近紅外光譜儀(NIRSpec)進(jìn)行精準(zhǔn)觀測(cè),最終在7個(gè)星系中確認(rèn)了類星體信號(hào)。這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)了科學(xué)界長(zhǎng)期以來(lái)的推測(cè):在宇宙早期確實(shí)存在大量被塵埃遮蔽的明亮類星體。
光譜分析顯示,這些類星體周?chē)奂芏葮O高的塵埃云,能夠吸收99.9%的紫外線輻射和約70%的可見(jiàn)光。這種特殊的屏蔽效應(yīng)使得它們?nèi)缤芍婕喌木奕耍钡浇柚f布望遠(yuǎn)鏡強(qiáng)大的紅外探測(cè)能力才得以顯露真容。每個(gè)類星體中心都隱藏著質(zhì)量達(dá)太陽(yáng)數(shù)十億倍的超大質(zhì)量黑洞,其能量輸出相當(dāng)于數(shù)萬(wàn)億顆恒星的總和。
松岡祥樹(shù)教授指出,這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)得益于兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的完美配合:"昴星望遠(yuǎn)鏡的廣域巡天能力幫助我們鎖定稀有目標(biāo),而韋布望遠(yuǎn)鏡則能穿透塵埃捕捉微弱的紅外信號(hào)。"研究還揭示,在宇宙早期階段,被塵埃遮蔽的類星體數(shù)量可能與可見(jiàn)類星體相當(dāng),這意味著此前對(duì)早期類星體總數(shù)的預(yù)估可能存在嚴(yán)重低估。
目前團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃擴(kuò)大觀測(cè)范圍,在更多早期星系樣本中搜尋隱藏的黑洞。通過(guò)對(duì)比遮蔽類星體與未遮蔽類星體的環(huán)境差異,科學(xué)家希望重構(gòu)宇宙早期超大質(zhì)量黑洞的形成圖景,為理解星系演化提供關(guān)鍵線索。