詹姆斯·韦伯太空望远镜探测到迄今为止最遥远的活跃超大质量黑洞

詹姆斯·韦伯太空望远镜探测到迄今为止最遥远的活跃超大质量黑洞韦伯还发现了11个星系，它们存在于宇宙诞生4.7亿到6.75亿年前。这一证据是由德克萨斯大学奥斯汀分校的史蒂芬·芬克尔斯坦领导的韦伯宇宙演化早期发布科学（CEERS）调查提供。该项目结合了韦伯非常详细的近红外和中红外图像以及被称为光谱的数据，所有这些都被用于做出这些发现。深深地凝视着这广阔的风景。它是由詹姆斯·韦伯太空望远镜在近红外光下拍摄的多幅图像拼接而成，而且实际上它正在活跃地跳动。在中心的右边是一团明亮的白色螺旋星系，它们似乎正在相互扭曲。贯穿整个场景的是浅粉色的螺旋星系，看起来像风车在风中旋转。明亮的前景恒星，以蓝色为背景，以韦布突出的八尖衍射尖峰宣布自己的存在。不要错过一个不寻常的景象：在最下面一排，从最右边数第二个正方形。在它的右边缘，一个畸形的蓝色星系被蓝色和粉红色的闪亮星团包围着。影像来源：NASA,ESA,CSA,SteveFinkelstein(UTAustin),MicaelaBagley(UTAustin),RebeccaLarson(UTAustin)CEERS1019不仅因其存在的时间久远而引人注目，而且其黑洞的质量相对较小。这个黑洞的质量约为900万太阳质量，远远小于早期宇宙中存在的由其他望远镜探测到的其他黑洞。这些庞然大物的质量通常是太阳的10亿倍以上，而且它们更容易被探测到，因为它们更亮。（它们在积极地“吃掉”物质，当物质旋转到黑洞时，物质就会发光。）CEERS1019中的黑洞与我们银河系中心的黑洞更相似，后者的质量是太阳的460万倍。这个黑洞也没有之前探测到的更大质量的更大的黑洞那么亮。虽然这个黑洞更小，但它存在的时间要早得多，所以很难解释它是如何在宇宙开始后这么快就形成。研究人员早就知道，宇宙早期一定存在较小的黑洞，但直到韦伯开始观察，他们才能够做出明确的探测。（CEERS1019可能只会保持这一记录几个星期——于韦伯发现的其他更遥远黑洞的说法目前正在被天文学界仔细审查。）韦伯的数据实际上充斥着精确的信息，使得这些确认很容易从数据中提取出来。“用这台望远镜观察这个遥远的物体，就像观察我们附近星系中存在的黑洞的数据一样。”领导这项发现的德克萨斯大学奥斯汀分校的丽贝卡·拉森说。“有这么多谱线要分析！”研究团队不仅可以解开光谱中哪些发射来自黑洞，哪些来自其宿主星系，他们还可以确定黑洞吸收了多少气体，并确定其星系的恒星形成率。研究团队发现，这个星系在吸收尽可能多的气体的同时，也在产生新的恒星。他们通过图片来探究其中的原因。从视觉上看，CEERS1019看起来是三个明亮的团块，而不是一个单一的吸积盘。“我们不习惯在这么远的距离看到这么多的图像结构。”CEERS团队成员、纽约罗切斯特理工学院的杰汗·卡尔塔特普说。“星系合并可能是推动这个星系黑洞活动的部分原因，这也可能导致恒星形成增加。”这张图显示了目前宇宙中已知的最遥远的活动超大质量黑洞的探测结果。它们是由太空和地面上的一系列望远镜所发现。最近，詹姆斯·韦伯太空望远镜的宇宙演化宇宙演化早期发布科学（CEERS）调查发现了其中三颗。影像来源：NASA,ESA,CSA,LeahHustak(STScI)更遥远的黑洞，星系撞击现场CEERS调查范围很广，还有很多需要探索的地方。缅因州沃特维尔科尔比学院的团队成员戴尔·科切夫斯基和团队很快在数据中发现了另一对小黑洞。第一个在CEERS2782星系内，最容易辨认。没有任何尘埃遮挡韦伯的视野，因此研究人员可以立即确定它的黑洞在宇宙历史上的存在时间——存在于大爆炸11亿年后。第二个黑洞位于CEERS746星系，存在时间稍早，存在于大爆炸后10亿年。它明亮的吸积盘，它明亮的吸积盘，一个由气体和尘埃组成的环，围绕着它的超大质量黑洞，部分仍然被尘埃笼罩。科切夫斯基解释道：“中心黑洞是可见的，但尘埃的存在表明，它可能位于一个也在疯狂地释放恒星的星系内。”与CEERS1019中的黑洞一样，这两个黑洞也是“轻量级”——至少与这些距离上先前已知的超大质量黑洞相比是这样。它们的质量只有太阳的1,000万倍。“研究人员早就知道早期宇宙中一定存在质量较低的黑洞。韦伯是第一个能如此清晰地捕捉到它们的天文台。”科切夫斯基补充道。“现在我们认为低质量黑洞可能到处都是，等待被发现。”在韦伯之前，所有三个黑洞都太暗而无法被探测到。“使用其他望远镜，这些目标看起来像普通的恒星形成星系，而不是活跃的超大质量黑洞。”芬克尔斯坦补充道。韦伯灵敏的光谱也让这些研究人员能够测量早期宇宙中星系的精确距离，从而确定它们的年龄。研究团队成员、美国国家科学基金会NOIRLab的巴勃罗·阿拉巴尔·哈罗和德克萨斯大学奥斯汀分校的藤本诚治确定了11个在大爆炸后4.7亿到6.75亿年间存在的星系。它们不仅非常遥远，而且如此多的明亮星系被探测到也是值得注意的。研究人员推测，韦伯望远镜能探测到的星系比目前在这些距离上发现的要少。“被韦伯发回的遥远星系的大量非常详细的光谱所震撼”阿拉巴尔·哈罗说。“这些数据绝对令人难以置信。”这些只是CEERS调查的首批突破性发现。“到目前为止，对早期宇宙中物体的研究主要是理论性的研究。”芬克尔斯坦说。“有了韦伯，我们不仅可以看到极端距离的黑洞和星系，我们现在可以开始精确地测量它们。这就是这台望远镜的巨大威力。”在未来，韦伯的数据也可能被用来解释早期黑洞是如何形成，修正研究人员关于黑洞在宇宙历史的最初几亿年中如何生长和演化的模型。《天体物理杂志快报》已经接受了几篇关于CEERS调查数据的初步论文：由拉森领导的《ACEERSDiscoveryofanAccretingSupermassiveBlackHole570MyraftertheBigBang:IdentifyingaProgenitorofMassivez>6Quasars》；由科切夫斯基领导的《HiddenLittleMonsters:SpectroscopicIdentificationofLow-Mass,Broad-LineAGNatz>5withCEERS》；由阿拉巴尔·哈罗领导的《SpectroscopicconfirmationofCEERSNIRCam-selectedgalaxiesatz≃8−10》以及由藤本诚治领导的《CEERSSpectroscopicConfirmationofNIRCam-Selectedz≳8GalaxyCandidateswithJWST/NIRSpec:InitialCharacterizationoftheirProperties》。詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯将解开我们太阳系中的谜团，展望其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是由NASA及其合作伙伴ESA和CSA领导的一项国际计划。参考来源：https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/webb-detects-most-distant-active-supermassive-black-hole-to-date...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369781.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369781.htm

詹姆斯·韦布空间望远镜探测到宇宙早期星系中存在碳

詹姆斯·韦布空间望远镜探测到宇宙早期星系中存在碳  研究示意图。图片来源：物理学家组织网早期宇宙几乎完全由最简单的氢元素，以及少量氦和锂组成。而现在观察到的宇宙中所有其他元素都在恒星内部形成。当恒星爆炸成超新星时，产生的元素在宿主星系内循环，孕育下一代恒星。随着每一代新恒星和“星尘”诞生，越来越多金属形成，宇宙进化到可以支持地球等岩石行星的存在以及生命的繁衍生息。在最新研究中，科学家使用韦布望远镜观测了一个宇宙大爆炸后仅3.5亿年就已经存在的星系，这是迄今科学家探测到的最遥远的星系之一。他们使用韦布的近红外光谱仪，将来自该年轻星系的光分解成一系列颜色。鉴于不同元素会在星系光谱中留下不同的化学“指纹”，科学家由此可确定其化学成分。光谱分析“可靠地”检测到了碳，“初步”检测到了氧和氖。研究人员表示，此前认为宇宙大爆炸后约10亿年碳才开始大量聚集，但他们发现碳形成得更早。这意味着第一批恒星的运行方式可能非常不同。鉴于碳是人类已知生命的基础，生命在宇宙中进化的时间可能比现在认为的早得多。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434477.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434477.htm

NASA韦伯太空望远镜探测到岩石行星形成区的水蒸气

NASA韦伯太空望远镜探测到岩石行星形成区的水蒸气美国国家航空航天局（NASA）詹姆斯-韦伯太空望远镜的中红外仪器（MIRI）收集到的新数据探测到了该系统内盘的水蒸气，距离恒星不到1亿英里（1.6亿公里）--这正是岩质陆地行星可能形成的区域。(值得注意的是，这是首次在一个已被证实拥有两颗或更多原行星的圆盘的陆地区域检测到水。"我们曾在其他星盘中看到过水，但没有在如此近距离和目前正在形成行星的系统中看到过水。在韦伯望远镜之前，我们无法进行这种测量，"第一作者、德国海德堡马克斯-普朗克天文学研究所（MPIA）的朱莉娅-佩罗蒂（GiuliaPerotti）说。"这一发现极其令人兴奋，因为它探测到了与地球类似的岩质行星通常形成的区域，"该论文的共同作者、马克斯-普朗克天文学研究所所长托马斯-亨宁补充说。亨宁是韦伯中红外探测器（MIRI）的联合首席研究员，该探测器进行了探测，他也是采集数据的MINDS（MIRI中红外盘巡天）计划的首席研究员。利用韦伯中红外光谱仪（MIRI）获得的PDS70的原行星盘光谱显示了许多水蒸气发射线。科学家们确定，水位于该系统的内盘，距离恒星不到1亿英里--该区域可能正在形成岩质的类地行星。资料来源：NASA、ESA、CSA、JosephOlmsted（STScI）PDS70是一颗K型恒星，比太阳温度低，估计年龄为540万年。就具有行星形成盘的恒星而言，这颗恒星的年龄相对较大，因此水蒸气的发现令人吃惊。随着时间的推移，行星形成盘中的气体和尘埃含量会逐渐减少。要么是中心恒星的辐射和风将这些物质吹走，要么是尘埃长成更大的物体，最终形成行星。由于之前的研究未能在类似老化的星盘中心区域探测到水，天文学家怀疑水可能无法在严酷的恒星辐射中存活，从而导致形成岩石行星的环境变得干燥。天文学家尚未在PDS70的内盘中探测到任何正在形成的行星。不过，他们确实看到了以硅酸盐形式存在的建造岩石世界的原材料。水蒸气的探测意味着，如果岩质行星正在那里形成，那么它们从一开始就有水可用。"我们发现了相对较多的小尘粒。结合我们对水蒸气的探测，内盘是一个非常令人兴奋的地方，"合著者、荷兰拉德布德大学的伦斯-沃特斯（RensWaters）说。这些水的起源于哪里？这一发现提出了水从何而来的问题。MINDS小组考虑了两种不同的情况来解释他们的发现。一种可能是，水分子是在氢原子和氧原子结合时在我们探测到的地方形成的。第二种可能是，包裹着冰的尘埃粒子正从低温的外盘被传送到高温的内盘，在那里水冰升华并变成水蒸气。这种运输系统将是令人惊讶的，因为尘埃必须穿过两颗巨行星所形成的巨大空隙。这一发现提出的另一个问题是，在恒星的紫外线照射下，任何水分子都会被击碎，那么水是如何在如此靠近恒星的地方存活下来的呢？最有可能的是，周围的物质如尘埃和其他水分子起到了保护作用。因此，在PDS70内盘探测到的水可以在被破坏后存活下来。最终，研究小组将使用韦伯望远镜的另外两台仪器--NIRCam（近红外照相机）和NIRSpec（近红外摄谱仪）来研究PDS70系统，以求获得更深入的了解。这些观测是第1282号保证时间观测计划的一部分。这一发现已发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372995.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1372995.htm

韦伯望远镜探测到迄今发现最远的活跃超大质量黑洞

韦伯望远镜探测到迄今发现最远的活跃超大质量黑洞科学家们利用韦伯望远镜对GN-z11进行研究，还发现了一些诱人的证据，证明在这个偏远星系的外围存在着群体III恒星。这些难以捉摸的恒星是宇宙中第一批发光的恒星，纯粹由氢和氦组成。虽然从未对这类恒星进行过明确的探测，但科学家们知道它们一定存在。现在，有了韦伯望远镜，发现它们似乎比以往任何时候都更接近了。这幅由韦伯的近红外相机（NIRCam）仪器拍摄的图像显示了GOODS-North星系场的一部分。右下方的拉线突出显示了GN-z11星系，它出现的时间距离宇宙大爆炸刚刚过去4.3亿年。图像显示了一个延伸部分，追踪着GN-z11宿主星系，以及一个中心源，其颜色与黑洞周围吸积盘的颜色一致。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、BrantRobertson（加州大学圣克鲁兹分校）、BenJohnson（剑桥大学天文学院）、SandroTacchella（剑桥大学）、MarciaRieke（亚利桑那大学）、DanielEisenstein（剑桥大学天文学院）美国国家航空航天局（NASA）詹姆斯-韦伯太空望远镜（JamesWebbSpaceTelescope）的两个研究小组深入时空，研究了异常明亮的星系GN-z11。这个星系最初是由美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜探测到的，它是迄今为止观测到的最年轻、最遥远的星系之一，它是如此明亮，以至于科学家们都很难理解其中的原因。现在，GN-z11透露了它的一些秘密。一个利用韦伯望远镜研究GN-z11的小组发现了第一个明确的证据，证明该星系的中央有一个超大质量黑洞，正在快速吸积物质。他们的发现使这个星系成为迄今为止发现的最远的活跃超大质量黑洞。英国剑桥大学卡文迪什实验室和卡弗里宇宙学研究所的首席研究员罗伯托-马约利诺解释说："我们发现了超大质量黑洞附近常见的极致密气体。这些是GN-z11所在的黑洞正在吞噬物质的第一个明确信号。"利用韦伯望远镜，研究小组还发现了通常在吸积型超大质量黑洞附近观测到的电离化学元素的迹象。此外，他们还发现该星系正在释放出一股非常强大的风。这种高速风通常是由与剧烈吸积的超大质量黑洞相关的过程驱动的。同样来自卡文迪什实验室和卡弗里研究所的研究人员汉娜-于布勒（HannahÜbler）说："韦伯的近红外相机（NIRCam）发现了一个延伸部分，它追踪着宿主星系，以及一个中央紧凑源，其颜色与黑洞周围吸积盘的颜色一致。"这些证据共同表明，GN-z11内有一个200万太阳质量的超大质量黑洞，它正处于吞噬物质的非常活跃阶段，这也是它如此明亮的原因。第二个小组也是由马约利诺领导的，他们利用韦伯望远镜的近红外摄谱仪（NIRSpec），在围绕着GN-z11的光环中发现了一个气态氦团。马约利诺说："除了氦之外，我们看不到其他任何东西，这表明这个团块一定是相当原始的。这是理论和模拟在这些时代特别大质量星系附近所预料到的--在光晕中应该有原始气体的小块存留，这些气体可能会坍缩并形成群体III星团。"寻找前所未见的第三族群恒星--几乎完全由氢和氦形成的第一代恒星--是现代天体物理学最重要的目标之一。这些恒星预计质量很大、光度很强、温度很高。它们的预期特征是存在电离氦，而不存在比氦重的化学元素。第一批恒星和星系的形成标志着宇宙历史的根本性转变，在此期间，宇宙从黑暗和相对简单的状态演变成我们今天看到的高度结构化和复杂的环境。在未来的韦伯观测中，Maiolino、Übler和他们的团队将对GN-z11进行更深入的探索，并希望加强对可能正在其光环中形成的PopulationIII恒星的研究。《天文学与天体物理学》（Astronomy&Astrophysics）已接受发表关于GN-z11光环中原始气体团块的研究成果。对GN-z11黑洞的研究结果于2024年1月17日发表在《自然》杂志上。这些数据是作为JWST高级深河外星系巡天（JADES）的一部分获得的，JADES是NIRCam和NIRSpec团队的一个联合项目。詹姆斯-韦伯太空望远镜是世界上最重要的太空科学观测站。韦伯正在揭开太阳系的神秘面纱，眺望其他恒星周围的遥远世界，探索宇宙的神秘结构和起源以及我们在宇宙中的位置。韦伯望远镜是一项国际计划，由美国国家航空航天局（NASA）领导，其合作伙伴包括欧洲航天局（ESA）和加拿大航天局（CanadianSpaceAgency）。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423141.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423141.htm

NASA罗曼太空望远镜如何探测绚丽的千新星爆炸？

NASA罗曼太空望远镜如何探测绚丽的千新星爆炸？在整个宇宙中，有多少像这样的辉煌喷发？我们还不知道。到目前为止，只有少数几个千新星被探测到。美国宇航局即将推出的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜将每隔几天对天空中的相同区域进行勘测，这将有助于研究人员跟进探测，甚至准确定位千新星的。理想情况下，这将掀起一场关于这一神秘的宇宙现象的新信息的"淘金热"。罗曼太空望远镜是美国宇航局的一个观测站，旨在揭开暗能量和暗物质的秘密，搜索和成像系外行星，并探索红外天体物理学的许多课题。资料来源：美国国家航空航天局罗曼望远镜如何扫描引人注目的爆炸当密度最大、质量最大的恒星--也是超级小的恒星--相互碰撞或与黑洞碰撞时会发生什么？它们会发出灿烂的爆炸，被称为千新星。可以把这些事件看作是宇宙的天然烟火。理论家们怀疑它们会定期出现在整个宇宙中，无论是近处还是远处。科学家们很快就会有一个额外的观测站来帮助跟踪甚至侦察这些非凡的事件。美国宇航局的南希-格雷斯-罗曼太空望远镜，它预计将于2027年5月发射。在千新星中，关键的角色是中子星，即在超新星爆炸过程中在重力作用下坍缩的恒星的中心核心。它们每个都有类似于太阳的质量，但直径只有大约6英里（10公里），它们的密度大得惊人。当它们碰撞时，它们发出的碎片以接近光速的速度移动。这些爆炸也被认为可以锻造重元素，如金、铂和锶（这使得实际产生的"烟花"具有惊人的红色）。这些元素射向太空，有可能使它们最终进入形成地球等陆地行星地壳的岩石中。美国宇航局的罗曼太空望远镜将如何探测千新星？部分优势是由于该望远镜的宽阔视野。罗曼的视野比哈勃太空望远镜的红外视野大200倍。一旦罗曼在发射后开始定期观测天空，计划在2027年之前，研究人员期望能够识别更多的这些壮观的事件，包括附近和非常遥远的地方。尽管我们还不知道这些事件的发生率，但当Roman的数据涌入时，我们将开始了解这些合并的频率--以及结果如何。资料来源：NASA，AlyssaPagan(STSCI)天文界在2017年捕捉到了这些非凡的千新星事件中的一个。美国国家科学基金会激光干涉仪引力波观测站（LIGO）的科学家们首先用引力波--时空的涟漪--探测到了两颗中子星的碰撞。几乎同时，美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜探测到了高能光。美国宇航局迅速转向，用更广泛的望远镜群来观察这一事件，并在一系列图像中捕捉到了爆炸后不断扩大的碎片所发出的消逝的光芒。但是这个例子中的参与者实际上是在我们的"后院"相撞的，至少在天文方面是这样。它们只在1.3亿光年之外。一定有更多的千新星--以及许多更远的千新星--点缀在我们不断活动的宇宙中。北卡罗来纳州达勒姆的杜克大学物理学助理教授丹尼尔-M-斯科尔尼奇说："我们还不知道这些事件的速率。Scolnic领导的一项研究估计了过去、现在和未来包括Roman在内的观测站可能发现的千禧年新星的数量。我们确定的单颗千里眼是典型的吗？这些爆炸的亮度如何？它们发生在什么类型的星系中？现有的望远镜不能覆盖足够广泛的区域，也不能深入观察，以发现更多的遥远的例子，但这将随着罗曼的出现而改变。"发现更多、更遥远的千新星在这个阶段，LIGO在识别中子星合并方面处于领先地位。它可以探测到天空中所有区域的引力波，但一些最遥远的碰撞可能太弱而无法被识别。罗曼将加入LIGO的搜索，提供互补性，帮助"填充"发现团队。罗曼是一种巡天望远镜，它将反复扫描天空的相同区域。此外，Roman的视野比哈勃太空望远镜的红外视野大200倍--虽然没有LIGO那么大，但对于一个拍摄图像的望远镜来说是巨大的，它的节奏将使研究人员能够发现天空中的物体何时变亮或变暗，无论是在附近还是非常遥远的地方。罗曼将为研究人员提供一个强大的工具来观察极远的千新星。这是由于空间的扩张。数十亿年前离开恒星的光线随着时间的推移被拉伸成更长、更红的波长，也就是所谓的红外光。由于罗曼擅长捕捉近红外光，它将探测到来自非常遥远的物体的光。它们有多远？位于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的洛斯阿拉莫斯国家实验室的博士后研究员EveChase解释说："Roman将能够看到一些千新星，其光线经过了大约70亿年才到达地球。Chase领导了一项最近的研究，该研究模拟了千新星抛射物的差异会如何改变我们从包括罗曼在内的天文台观察到的情况。"近红外光还有一个好处：它提供了更多的时间来观察这些短命的爆发。较短波长的光，如紫外线和可见光在一两天内就会从视野中消失。近红外光可以收集一个星期或更长时间。研究人员一直在模拟数据，看看这将如何运作。"对于模拟的千新星的一个子集，罗曼将能够在中子星合并发生后的两个多星期内观测到一些，"Chase补充说。"它将是观察非常遥远的千新星的绝佳工具。"很快，研究人员就会知道更多关于千新星发生的地点，以及这些爆炸在宇宙历史上发生的频率。那些更早发生的是否在某些方面有所不同？Scolnic说："Roman将使天文学界开始进行群体研究，同时对这些爆炸的物理学进行一系列新的分析。"巡天望远镜提供了巨大的可能性--同时也提供了大量的数据，需要精确的机器学习。天文学家们正在通过编写代码来应对这一挑战，使这些搜索自动化。最终，罗曼的海量数据集将帮助研究人员揭开也许是迄今为止关于千新星的最大谜团：两颗中子星碰撞后会发生什么？它是产生一颗中子星、一个黑洞，还是其他完全不同的东西？有了罗曼，我们将收集研究人员需要的统计数据，以取得实质性的突破。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332415.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332415.htm

天文学家借助韦伯太空望远镜探测到宇宙早期类星体的宿主星系

天文学家借助韦伯太空望远镜探测到宇宙早期类星体的宿主星系最近发表在《自然》（Nature）杂志上的一项研究表明，黑洞的质量接近太阳质量的十亿倍，而宿主星系的质量几乎是太阳质量的一百倍，这一比例与近代宇宙中发现的情况相似。斯巴鲁望远镜和JWST的强大组合为研究遥远的宇宙铺平了一条新的道路。遥远宇宙中存在如此巨大的黑洞，给天体物理学家带来了更多的问题，而不是答案。宇宙如此年轻，这些黑洞怎么可能长得如此巨大？更令人费解的是，对本地宇宙的观测表明，超大质量黑洞的质量与它们所在的更大的星系之间存在着明显的关系。星系和黑洞的大小完全不同，那么是黑洞先出现还是星系先出现呢？这是一个宇宙尺度上的"先有鸡还是先有蛋"的问题。JWSTNIRCam3.6μm拍摄的HSCJ2236+0032图像。放大图像、类星体图像以及减去类星体光线后的宿主星系图像（从左到右）。每幅图像中都标明了以光年为单位的图像比例。图片来源：Ding,Onoue,Silverman,etal.由卡夫利宇宙物理与数学研究所（KavliIPMU）项目研究员丁旭恒和约翰-西尔弗曼教授，以及北京大学卡夫利天文与天体物理研究所（PKU-KIAA）卡夫利天体物理学研究员小野上正夫萨领导的国际研究团队，已经开始利用2021年12月发射的詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）来回答这个问题。研究宇宙早期宿主星系和黑洞之间的关系可以让科学家观察它们的形成过程，了解它们之间的关系。类星体很亮，而它们的宿主星系却很暗，这使得研究人员很难在类星体的强光下探测到星系的暗光，尤其是在很远的距离上。在JWST出现之前，哈勃太空望远镜能够探测到明亮类星体的宿主星系，当时宇宙的年龄还不到30亿年，但已经不再年轻了。美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯-韦伯太空望远镜将其主镜完全展开，形成在太空中时的构型。图片来源：NASA/ChrisGunnJWST在红外波段的超高灵敏度和超清晰图像终于让研究人员能够将这些研究推向类星体和星系最初形成的时间。就在JWST开始正常运行几个月后，研究小组观测到了两颗类星体，分别是HSCJ2236+0032和HSCJ2255+0251，红移分别为6.40和6.34，当时宇宙的年龄大约为8.6亿年。这两颗类星体是在夏威夷毛纳凯亚山顶的8.2米苏巴鲁望远镜的深度巡天计划中发现的。这两颗类星体的光度相对较低，是测量宿主星系特性的主要目标，宿主星系的成功探测代表了迄今为止在类星体中探测到星光的最早时间。卡弗利IPMU项目研究员丁旭恒、约翰-西尔弗曼（JohnSilverman）教授和卡弗利天文学和天体物理学研究所（PKU-KIAA）卡弗利天体物理学研究员MasafusaOnoue（左起）。图片来源：卡弗里国际天文物理研究所、卡弗里国际天文物理研究所、MasafusaOnoue这两颗类星体的图像是用JWST的NIRCam仪器以3.56和1.50微米的红外波长拍摄的，在仔细建模并减去来自吸积黑洞的眩光后，宿主星系变得清晰可见。在JWST的近红外光谱仪为J2236+0032拍摄的光谱中也可以看到宿主星系的恒星特征，这进一步支持了宿主星系的探测。对宿主星系光度的分析发现，这两个类星体宿主星系的质量很大，分别是太阳质量的1300亿倍和340亿倍。通过近红外光谱仪光谱对类星体附近湍流气体速度的测量表明，为类星体提供能量的黑洞质量也很大，分别是太阳质量的14亿倍和2亿倍。黑洞质量与宿主星系质量之比类似于近期星系的质量，这表明黑洞与其宿主星系之间的关系在宇宙大爆炸后8.6亿年就已经存在了。丁、西尔弗曼、奥努埃和他们的同事将利用计划中的第一周期JWST观测，用更大的样本继续这项研究，这将进一步制约黑洞及其宿主星系共同演化的模型。研究小组最近得知，他们已经获得了JWST在下一个周期的额外时间来研究黑洞及其宿主星系。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381743.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381743.htm