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天文学家发现宇宙金针被埋了二十年

确定要在宇宙大海捞针中找到一根针后,一对天文学家就穿越了夏威夷毛安凯的WM凯克天文台的旧数据和NASA钱德拉X射线天文台的旧X射线数据,以解开围绕明亮,镜头,严重遮盖了类星体。

这个天体是一个活跃的星系,它由于吞噬黑洞而散发出巨大的能量,它本身就是一个令人兴奋的物体。找到一个重力透镜透镜,使它看起来更亮,更大,这异常令人兴奋。虽然目前已知略有200多个带镜的模糊类星体,但发现的带镜的模糊类星体的数量只有一位数。这是因为进给的黑洞搅动了气体和灰尘,掩盖了类星体,使其难以在可见光测量中检测到。

研究人员不仅发现了这种类型的类星体,还发现该物体恰好是第一个被发现的爱因斯坦环,名为MG 1131 + 0456,该环于1987年在新墨西哥州的超大型阵列射电望远镜中被观测到。值得注意的是,尽管经过了广泛研究,类星体的距离或红移仍然是一个问号。

美国国家航空航天局喷气推进实验室高级研究科学家,研究的作者丹尼尔·斯特恩说:“当我们更深入地挖掘时,我们惊讶地发现,如此著名而明亮的源头从来没有测量出距离。” “保持距离是进行各种其他研究的必要的第一步,例如,将透镜用作测量宇宙膨胀历史的工具以及作为暗物质探测的工具。”

斯特恩(Stern)和合著者多米尼克·沃尔顿(Dominic Walton)是英国剑桥大学天文学院(ST)的STFC欧内斯特·卢瑟福研究员(Ernest Rutherford Fellow)的合著者,他是第一个计算类星体距离的人,该距离是100亿光年(或z = 1.849的红移)。 )。

结果发表在今天的《天体物理学杂志快报》上。

“整篇论文对我来说都有些怀旧,让我回想起我职业生涯初期的那段时光,当时我还在读研究生。当第一次发现这枚爱因斯坦环时,柏林围墙仍在上升,所有数据我们的论文中提出的是上一个千年。”斯特恩说。

MG 1131 + 0456的无线电图像,是第一个已知的爱因斯坦环,于1987年使用甚大阵列观测到。信用:VLA

方法

在研究时,由于冠状病毒大流行,关闭了环绕地球的望远镜(凯克天文台自5月16日起重新开放);斯特恩(Stern)和沃尔顿(Walton)充分利用自己在家里的时间,通过结合NASA的广域红外测量浏览器(WISE)的数据来寻找具有引力透镜,被严重遮挡的类星体,从而创造性地保持科学发展。尽管灰尘在可见光测量中掩盖了大多数活跃的星系,但在红外测量中(如WISE提供的),遮盖灰尘会使此类源非常明亮。

尽管类星体通常距离很远,但天文学家可以通过引力透镜探测到它们,这种现象就像大自然的放大镜一样。当距离地球更近的星系充当镜头并使它后面的类星体看起来特别明亮时,就会发生这种情况。较近的星系的引力场本身会扭曲空间,从而弯曲并放大了背景中类星体的光线。如果对准恰好正确,则会创建一个称为爱因斯坦环的光圈,这是阿尔伯特·爱因斯坦1936年所预测的。更典型地,重力透镜将导致背景对象的多个图像出现在前景对象周围。

一旦斯特恩和沃尔顿用WISE重新发现了MG 1131 + 0456并意识到其距离仍然是个谜,他们仔细地梳理了凯克天文台档案馆(KOA)的旧数据,发现天文台在1997年至2007年之间使用低分辨率观测了七次类星体Keck I望远镜上的成像光谱仪(LRIS)以及Keck II望远镜上的近红外光谱仪(NIRSPEC)和Echellette光谱仪和成像仪(ESI)。

沃尔顿说:“我们能够从1997年3月在天文台成立之初的凯克最早的数据集中提取距离。” “我们感谢凯克和美国宇航局的共同努力,向世界公开提供了超过25年的凯克数据。如果没有这一点,我们的论文将是不可能的。”

该小组还在任务发射的第一年,从2000年钱德拉X射线天文台分析了NASA的档案数据。

下一步

有了MG 1131 + 0456的距离,沃尔顿和斯特恩就可以精确地确定透镜星系的质量,并使用Chandra数据强有力地确认了类星体的模糊性质,从而准确确定了我们与其发光的中央区域。

斯特恩说:“我们现在可以充分描述这种爱因斯坦环的独特,偶然的几何形状。” “这使我们能够进行后续研究,例如使用即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜来研究透镜星系的暗物质特性。”

沃尔顿说:“我们的下一步是找到比MG 1131 + 0456更模糊的透镜类星体。” “发现这些针将变得更加困难,但是它们在那里等待被发现。这些宇宙宝石可以使我们对宇宙有更深入的了解,包括进一步了解超大质量黑洞如何生长并影响其周围环境。”沃尔顿说。

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