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翻译：贺玉影

校对：牧夫校对组

编排：胡暖暖

后台：朱宸宇

https://phys.org/news/2024-02-brightest-fastest-astronomers-quasar.html

https://www.smithsonianmag.com/smart-news/astronomers-discover-the-brightest-known-object-in-the-universe-shining-500-trillion-times-as-bright-as-the-sun-180983815/

https://www.sci.news/astronomy/most-luminous-quasar-12706.html

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/most-luminous-quasar-hosts-what-might-be-fastest-growing-black-hole/

https://www.universetoday.com/165784/what-are-the-differences-between-quasars-and-microquasars/

这是类星体J059-4351的艺术表现图，想必大家都已经在好多地方看过它了。由于它接连占领各网站头条，今天我们尝试综合多个网站的文章，和读者继续这一话题。欢迎昨天在评论中还没聊够的朋友们继续：D

昨天的文章已经介绍过，此次发现来自澳大利亚国立大学天文学家克里斯蒂安·沃尔夫领导的团队，团队辨认了一颗明亮的类星体，它被命名为J0529-4351。它的黑洞是迄今为止最“能吃”、长势最快的黑洞。它的亮度高达太阳的500万亿倍，是目前观测到的、宇宙中最亮的天体。最后，它有着全宇宙最大的吸积盘。鼓掌！

令人震惊的发现

“J0529-4351离地球很远，它的光需要120多亿年才能到达我们这里。” 论文合著者、澳大利亚国立大学博士生塞缪尔·赖说：“所有这些光都来自一个直径达7光年的热吸积盘——这肯定是宇宙中最大的吸积盘。7光年，大约是太阳到海王星轨道距离的15000倍。”

沃尔夫说：“它就像一个巨大的泡泡，里面是一万摄氏度高温的磁暴，到处都是闪电、暴风，风速快得一秒钟就能绕地球一圈……这颗类星体是全宇宙最暴力的地方了。”

这颗破纪录的类星体多年以来隐藏在众目睽睽之下，无人知晓。论文合著者、澳大利亚国立大学天文学家克里斯托弗·昂肯说：“惊人啊，到现在，平凡无奇的类星体我们都认识了百万个，它却无人问津！人家可一直在看着我们呢。”

早在1980年，它就被欧洲南方天文台观测到，但当时却被当作了一颗恒星……

J0529-4351所在的天空区域影像，由根据数字化巡天2的部分图像制作。

下面的动图是模拟从银河系远眺J0529-4351的场景，它位于绘架座方向。

发现姗姗来迟的原因

寻找类星体需要从大面积天空中获取精确的观测数据。由此产生的数据集非常庞大，研究人员通常使用机器学习模型来分析这些数据集，并将类星体与其他天体区分开来。但是，这些模型是在现有数据的基础上训练出来的，这就把潜在的候选天体限制在了与已知天体相似的天体上。如果一个新的类星体比之前观测到的任何其他类星体都更亮，程序可能会排斥它，将其归类为距离地球不太遥远的恒星。

因为J0529-4351太亮，当时对欧洲航天局盖亚卫星数据进行的自动分析认为它是一颗恒星。直到去年，本次研究的团队成员在利用澳大利亚赛丁泉天文台的ANU 2.3米望远镜进行观测，才确定它是一颗类星体。他们接着利用位于智利阿塔卡马沙漠的欧洲南方天文甚大望远镜上的X-shooter光谱仪进行了更精确的测量，这下才揭示了J0529-4351的真相。

类星体是什么东西

类星体是已知的最遥远的天体现象之一。它们强大到可以在我们的天空中显示出恒星般的痕迹，但其实，类星体是星系中心的一个超大质量黑洞周围的发光区域。当这个贪婪的黑洞吞噬周围圆盘中的气体时，落入其中的过热气体就会发出耀眼的光芒，往往比星系的其他部分更亮。

类星体（quasar）这个术语是qausi-stellar radio source（准恒星状射电源）的缩写。最早是在1950年代后期的全天射电源调查中发现了类星体，当时，它被认定为未知物理源的射电发射源，在可见光的照相图中表现为有尖尖角的星形。如果平实地描述一下，就是“像星星的”（qausi-stellar ）“射电源”（radio source）。因此它的名字反映出，当时学界对这种天体的本质还缺乏认识。

斯隆数字化巡天的类星体3C 273的影像，可以看到图中的3C 273表现为外观像星星的天体。图源：维基百科

而且，这个名字过于冗长。1964年5月《今日物理学》上发表了华裔美国天文物理学家丘宏义的文章，将这一长串缩写为quasar（发音“盔杂儿”），类星体好听的名字才诞生了。

“类星体”一词的发明者丘宏义教授。图源：史密斯学会

在类星体发现后的二十余年时间里，人们对它的起源众说纷纭，陆续提出了各种模型，试图解释类星体的能源疑难。从1964年开始，天文学家逐渐了解了类星体的性质及其惊人的光度，这是物质吸积到超大质量黑洞的结果。20世纪90年代中期，随着观测技术的提高，天文学家观测到了类星体的“宿主星系”，并且测出了它们的红移值。现在科学界已经达成共识，类星体实际是一类活动星系核（AGN）。因为类星体具有较大的红移值，所以我们所看到的类星体实际上是它们许多年前的样子，而它们本身很可能是星系演化早期普遍经历的一个阶段。随着星系核心附近“燃料”逐渐耗尽，类星体将会演化成普通的旋涡星系和椭圆星系。

此外，还存在一种和类星体相似、但规模较小的情况，即“微类星体”（microquasar），它们的黑洞质量比类星体的黑洞质量要小很多。微类星体对相对论性喷流（relativistic jet）的研究非常重要。

这次发现的特别之处

首先，有些类星体之所以看起来很亮，是因为引力透镜作用，在这种作用下，前景物体的质量会放大来自背景物体的光线。沃尔夫的团队检查了这种可能性，得出的结论是没有明显的透镜效应，所以，请大家放心，J0529-4351应该不至于像J043947.08+163415.7当年的大乌龙那样令人遗憾。

团队以外的谢莉·莱特（美国加州大学，圣地亚哥分校）说，“这一发现最令人兴奋的一点”是它增加了古老的超高光度类星体的样本量。

2015年，超亮类星体J0100+2802被确认拥有一个100亿太阳质量的超大质量黑洞。2018 年，发现了一个更亮的天体J2157-3602，它拥有240亿个太阳质量的超大质量黑洞。而这次的J0529-4351，比前两者还要亮，它的超大质量黑洞质量则相当于170亿个太阳。

天文学家可以借鉴的此类案例越多，就越容易找出共同特征。

莱特还说，沃尔夫的研究通过“让我们看了一眼遥远类星体狼吞虎咽的样子”，从而“让我们观察到了黑洞的生长机制”。她向本次研究中所采取的步骤、以及“这些作者阐明了识别其他正在经历类似的极端增长的类星体的新方法”表示了敬意。

团队以外的克里斯蒂·多恩（英国达勒姆大学）说：“这个黑洞足够大、足够亮，我们可以用现有的仪器分辨出来。我们可以更直接地测量这个怪物的黑洞质量，这正是我感到相当兴奋的地方。” 团队以外的安娜·克里斯蒂娜·埃勒斯（美国麻省理工学院）也说：“找到这些极端的天体，比如J0529-4351，对于测试不同的黑洞生长模型非常有价值。”她为这一“令人兴奋的新发现”而欢呼。

埃勒斯同时也指出这个发现提出了许多问题，其中最主要的问题是：还有多少类似的超高光度类星体尚未被发现？喂养它们的巨大黑洞的燃料都来自哪里？

下一步是

接下去，团队还需要利用更大的望远镜、和更精确的仪器来进行测量。大家最为关心的黑洞，也将成为欧洲南方天文台甚大望远镜干涉仪上GRAVITY+升级的完美目标。该干涉仪旨在精确测量黑洞的质量，包括那些远离地球的黑洞。 此外，正在智利阿塔卡马沙漠建造的欧洲南方天文台超大望远镜（ELT）将使识别和描述这类难以捉摸的天体变得更加可行。

位于智利阿塔卡马沙漠的欧洲南方天文台，图源：UKRI

尚在建造中的欧洲南方天文台超大望远镜，图源：欧洲南方天文台

在J0529-4351让大家兴奋搓手的同时，团队负责人沃尔夫则表示：“我只是喜欢追逐。我每天都能找回一会儿童年，玩一玩寻宝游戏。现在，我的毕生所学都要派上用场了。”

克里斯蒂安·沃尔夫副教授，图源：澳大利亚国立大学

责任编辑：郭皓存

牧夫新媒体编辑部

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空间站拍摄到的极光和夜气辉，图源Marcus Wandt

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