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主题:宇宙正午阶段新发现!无引力透镜类星体,现光速10%与30%双层星风
爱我中华发表于 2026-06-20 19:22

宇宙大爆炸约20亿年后,一个质量相当于太阳20亿倍的超大质量黑洞,正在以惊人的速度吞噬周围一切,同时向外喷射两股速度截然不同的高速气体风,其中最快的一股,速度高达光速的30%。
这不是科幻小说的情节。2026年6月,由意大利博洛尼亚国家天体物理研究所天文学家乔治·兰祖伊西领导的国际研究团队,宣布探测到迄今为止在非引力透镜类星体中发现的红移最高的超高速外流,也是已知威力最强的黑洞星风之一。相关研究结果已提交至arXiv预印本服务器,并投稿至《天文学与天体物理学》期刊等待同行评审。
"宇宙正午":黑洞和星系同时冲顶的年代

理解这项发现,需要先理解它发生的时间背景,一个天文学家称为"宇宙正午"的特殊纪元。
宇宙大爆炸后大约16亿至35亿年,是宇宙历史上恒星形成速率和黑洞吸积活动同时达到峰值的阶段。那是一个喧嚣而剧烈的时代,星系在快速成长,黑洞在疯狂进食,宇宙的"新陈代谢"以今天难以想象的速度运转。
正是在这个背景下,研究团队观测的目标天体WISSH13进入了视野。这是一颗红移值为3.294的超亮类星体,我们接收到的光,是它在宇宙年龄仅约20亿年时发出的。它的中心黑洞质量是太阳的20亿倍,亮度约为理论预期同等质量黑洞的三倍,显示出极端活跃的吸积活动。
研究团队将2024年10月最新拍摄的XMM-牛顿望远镜与NuSTAR卫星联合观测数据,与2017年的存档X射线观测数据合并分析,生成了WISSH13迄今最高质量的X射线光谱图。
正是在这张光谱里,两个清晰的吸收特征浮现出来,各自对应一股不同速度的高速气体风。
一快一慢,两股风的背后是什么

这两个吸收特征的物理含义,涉及一个精妙的探测机制。
当黑洞周围的高电离气体以极高速度向外喷射时,气体中的铁离子会吸收向地球方向传播的X射线,在光谱上留下"吸收谷",而由于气体高速运动产生的多普勒效应,这些吸收特征会向更高能量方向偏移,即发生蓝移。蓝移的程度直接揭示了气体的运动速度,这正是天文学家探测超高速外流的标准方法。
根据光谱分析,WISSH13的两股气体风速度分别约为光速的10%和光速的30%。前者在2017年和2024年的观测中都出现了,是该系统长期稳定存在的结构;后者则仅出现在最新数据中,显示出较强的时变特征,可能是间歇性喷发的产物。
每年被喷射出去的物质质量,两股合计约为45个太阳质量,数字本身已足够令人咋舌。
研究人员将这种双层结构解读为一种分层风模型:来自黑洞吸积盘最内侧的物质形成速度极高的"脊柱",由黑洞吸积盘中间层位置喷出的物质则形成速度较低的"鞘"将其包裹。这种"脊柱+鞘"的结构,此前在理论模型中有所预测,但在如此高红移的非引力透镜类星体中得到清晰的观测支持,是首次。
引力透镜效应是理解这项发现的重要参照。过去对遥远高红移天体的类似观测,大多需要借助前景星系的引力将背景天体的光放大,才能获得足够的信号强度。这种方法虽然有效,但引力透镜本身会引入一定的不确定性,给数据解读增加复杂性。WISSH13的观测完全基于天体自身的超高亮度,没有借助任何引力放大效应,这使得研究结果的可靠性显著提升,也将此类探测的距离极限推向了一个新的高度。
研究团队同时注意到,尽管WISSH13的星风威力极为惊人,其基本物理标度关系却与低红移活动星系中观测到的规律一致。这一结论颇具深意:它暗示黑洞通过星风调控自身及宿主星系增长的基本物理机制,在宇宙历史的不同阶段保持着内在的一致性,不因时代和黑洞质量的巨大差异而根本改变。
未来几年,计划中的新雅典娜X射线天文台投入使用后,将具备更强的高红移X射线光谱探测能力,届时类似WISSH13的遥远类星体星风研究,将有望从少数案例演变为系统性的统计图景。宇宙正午那个喧嚣年代,正在被越来越清晰地还原出来。
回帖(3):
3 # srwam
06-20 22:11
看后续
2 # srwam
06-20 22:11
了解一下
1 # srwam
06-20 22:11
来看看

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