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在宇宙黎明舞蹈的怪物黑洞的祖先 市場占有率 推文 根據(jù)迄今為止的觀測，在宇宙年齡為10億歲以下的初期宇宙中，也發(fā)現(xiàn)了很多質(zhì)量超過太陽10億倍的超巨大黑洞。 這些天體的亮度明亮到被黑洞吞噬的大量星際物質(zhì)有時超過銀河，被稱為(高亮度)類星體。 人們還知道，寄宿類星體的銀河常常以爆炸性的方式形成星星(每年幾百幾千個太陽)。 這些超巨大黑洞生長和爆炸性的恒星形成活動，到底是什么引起的，是什么維持的呢？ 一個有力的假說是銀河之間的合體。 人們認(rèn)為，由于星際物質(zhì)(主要是氣體)豐富的銀河之間合并，氣體被壓縮形成大量的星星，同時利用流入中心部的星際物質(zhì)促進(jìn)黑洞的生長。 因此，詳細(xì)調(diào)查被期待為高亮度類星體祖先的合體前階段的銀河黑洞，對于獲得關(guān)于初期宇宙天體形成的深刻理解是很重要的。 但是，這些祖先的研究很久沒有進(jìn)展。 因為它們是合體前，所以沒有成為明亮閃耀的高亮度類星體，也就是說非常暗，所以很難發(fā)現(xiàn)。 為了克服這個問題，以愛媛大學(xué)副教授松岡良樹為中心的研究小組首先詳細(xì)分析了利用昴望遠(yuǎn)鏡的超大視野照相機(jī)進(jìn)行的宇宙大規(guī)模探測數(shù)據(jù)。 發(fā)揮了昴望遠(yuǎn)鏡大聚光能力的這項探測，與其他望遠(yuǎn)鏡的大規(guī)模探測相比，靈敏度格外高，即使是黑暗的天體也能檢測到。 結(jié)果，在大約128億光年的遠(yuǎn)方，也就是宇宙年齡才9億歲的被稱為“宇宙黎明”的時代，發(fā)現(xiàn)了兩個非常低亮度的類星體(比同一時代的高亮度類星體暗幾十倍~百倍左右)相鄰排列的區(qū)域(即 這是這樣的“配對類星體”的最遠(yuǎn)記錄。 另外，由于非常暗，人們期待它是超巨大黑洞正式成長的前階段，也就是銀河合體前階段的天體。 但是，昴星望遠(yuǎn)鏡的觀測只能得到中心的超巨大黑洞的信息，不知道寄宿著它們的銀河之間是否真的注定要合并，也就是說將來是否會成長為高亮度類星體。 因此，以國立天文臺的泉拓磨副教授為中心的研究小組，使用ALMA望遠(yuǎn)鏡，致力于觀測這一對類星體的母星系。 在所長裁量時間內(nèi)進(jìn)行的這一觀測的結(jié)果令人震驚。 觀測到的星際物質(zhì)的分布(兩個母星系和連接它們的結(jié)構(gòu):圖1 )和運(yùn)動的情況都明確地表明了這些星系之間相互作用。 在不久的將來，這些肯定會合并成一個銀河吧。 此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)計算出的這些銀河的氣體總質(zhì)量(約為太陽質(zhì)量的1000億倍)，與中心核明亮得多的高亮度類星體的母星系相比，是同等或以上的。 有了這么大量的物質(zhì)，合體后爆發(fā)性的星星形成活動和對超巨大黑洞的燃料補(bǔ)給也應(yīng)該很容易完成。 因此，本研究成果可以說是從銀河的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動、星際物質(zhì)的量等多角度對初期宇宙中最明亮的天體種族——高亮度類星體和承載著高亮度類星體的爆發(fā)性恒星形成星系的祖先進(jìn)行了鑒定的重要成果。 對于這次的成果，領(lǐng)導(dǎo)研究的泉拓磨副教授說:“兩個銀河就像在跳舞一樣相互作用，而且在其中心有今后會活躍成長的黑洞。 當(dāng)我第一次看到這個樣子時，我驚訝于它的美麗。 ”，敘述了觀測時的興奮。 另外，“通過昴星望遠(yuǎn)鏡和阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡的標(biāo)簽，可以看到銀河中心核(超巨大黑洞)和母銀河的氣體情況。 但是，關(guān)于母星系恒星的性質(zhì)還不清楚。 例如，通過使用現(xiàn)在正在運(yùn)行的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，也可以詳細(xì)了解這個天體的恒星性質(zhì)吧。 是終于找到的高亮度類星體的祖先。 作為宇宙中寶貴的實驗室，我想通過各種觀測加深對其性質(zhì)的理解。 ”，也表達(dá)了展望今后的期待。 這個阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡的觀測成果是， izumi et al .“merging gas-rich galaxies that harbor low-luminosity twin quasars at z = 6.05:a promising progenitor of the most luminous 刊登在美國學(xué)術(shù)雜志The Astrophysical Journal上( DOI:10.3847/1538-4357/ad57c6 )。 本研究由國立天文臺alma Japan research grant for the naoj alma project code naoj-alma-319、日本學(xué)術(shù)振興會科學(xué)研究費(fèi)補(bǔ)助金( JP23K03462、JP21H04494、JP23K22537、jp 在JP20H01953、JP22KK0231、JP23K20240 )和mcin/AEI/10.13039/501100011033/feder、UE PID2022-136827NB-C44的支持下進(jìn)行 阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡(阿塔卡馬大型毫米波·亞毫米波干涉儀，ataca ma large millimeter/submillimeter array:alma )由歐洲南天天文臺( ESO )、美國國立科學(xué)基金會( NSF )、日本自然科學(xué)研究機(jī)構(gòu)( ninine 艾瑪望遠(yuǎn)鏡的建設(shè)和運(yùn)用費(fèi)由ESO、NSF及其合作機(jī)構(gòu)加拿大國家研究會議( NRC )和臺灣國家科學(xué)及技術(shù)委員會( NSTC )、NINS及其合作機(jī)構(gòu)臺灣中央研究院( AS )和韓國天文宇宙科學(xué)研究院( KASI )分擔(dān)。 艾瑪望遠(yuǎn)鏡的建設(shè)和運(yùn)用由ESO代表其組成國，美國東北部大學(xué)聯(lián)合( AUI )管理的美國國立電波天文臺代表北美，日本國立天文臺代表東亞實施。 聯(lián)合阿爾瑪觀測所( JAO )的目的是統(tǒng)一執(zhí)行和管理阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡的建設(shè)、試驗觀測、運(yùn)用。 圖1 .用阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡觀測到的宇宙黎明相互作用銀河的情況。 給出了能較好反映星際物質(zhì)總體分布和運(yùn)動的電離碳?xì)怏w分布。 可以看到兩個銀河明確地架起了橋梁，相互作用。 圖中的兩個十字表示用昴星望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的低亮度類星體的位置。 Credit: T.Izumi et al . 圖2 .基于這次觀測結(jié)果的相互作用銀河的想象圖。 描繪了銀河之間的相互作用，銀河的星星形成活動和中心的超巨大黑洞的成長逐漸被活性化的樣子。 Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO )，T.Izumi et al . 主講人 泉拓磨(國立天文臺阿爾瑪項目副教授) 松岡良樹(愛媛大學(xué)宇宙進(jìn)化研究中心副教授) 尾上匡房(東京大學(xué)卡布里數(shù)物聯(lián)合宇宙研究機(jī)構(gòu)卡布里天體物理學(xué)法羅) 河野孝太郎(東京大學(xué)研究生院理學(xué)系研究科教授) 梅畑豪紀(jì)(名古屋大學(xué)高等研究院/研究生院理學(xué)研究科特任助教) 聯(lián)合發(fā)表機(jī)構(gòu) 自然科學(xué)研究機(jī)構(gòu)國立天文臺 愛媛大學(xué) 東京大學(xué)國際高等研究所加勒比數(shù)物聯(lián)合宇宙研究機(jī)構(gòu) 東京大學(xué) 名古屋大學(xué) 發(fā)表論文 takuma izumi et al“merging gas-rich galaxies that harbor low-luminosity twin quasars at z = 6.05:a promising progenitor of the most lumist 、in Astrophysical Journal，DOI: 10.3847/1538-4357/ad57c6 參考鏈接 宇宙の夜明けに踴るモンスターブラックホールの祖先（ハワイ観測所） |
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