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大质量黑洞将光弯曲到放大的遥远星系

这张有史以来第一个前景类星体(蓝色)透镜背景星系(红色)的标记图像是用凯克II望远镜及其NIRC-2仪器使用激光引导恒星自适应光学系统拍摄的。发现更多这样的透镜将使天文学家能够确定类星体宿主星系的质量。

一个巨大的黑洞从星系内部喷出能量,其作用就像一个宇宙放大镜,让天文学家可以清楚地看到它后面更遥远的星系。

这是第一次发现类星体“由能量喷出的黑洞主导的无星系中心区域”充当引力场。宇宙透镜现象最早是由阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论预言的。

这一发现让天文学家们得以一窥两个星系的全貌,使研究人员能够在权衡和测量介入星系及其核心明亮动力的同时拍摄到遥远的物体。

该类星体被称为SDSS J0013+1523,距离地球约16亿光年。

扭曲的时空

根据该理论,非常大的质量会扭曲它们周围的时空,甚至会导致光线在穿过该区域时弯曲。因此,来自Faraway物体的光有时可以被弯曲的时空放大,以提供更警报、更明亮的“尽管也是扭曲和弯曲的”视图。

在这种情况下,科学家们对研究透镜本身比对放大图像更感兴趣。

类星体所在的星系很难研究,因为它们的光经常被落在中心超大质量黑洞上的物质发出的刺耳辐射所淹没。一个类星体的亮度可以是1000亿颗恒星组成的整个星系的1000倍。

瑞士洛桑理工学院的首席研究员Fr’dricCourbin在一份声明中说:“这有点像盯着明亮的汽车前灯,试图辨别轮辋的颜色。”他说,通过研究类星体作为引力星放大光线的方式,“我们现在可以测量这些类星体宿主星系的质量,并克服这一困难。”

称重类星体

新发现的透镜,以及研究人员正在寻找的类似透镜,可以提供一个机会来了解在其中心庇护类星体的星系。

通过研究类星体放大远光的方式,“包括其扭曲的形状和透镜产生的放大图像的数量”,科学家可以测量物质在透镜星系中的分布情况。他们甚至可以计算类星体及其宿主星系的总物质。

类星体通常是在它们的光被作为引力透镜的星系放大时被发现的。科学家们开始通过斯隆数字巡天获得的数据——四分之一天空的详细地图——来寻找类星体对星系光进行反向透镜作用的案例。

正是通过这项研究,研究人员发现类星体SDSSJ0013+1523充当宇宙透镜。

洛桑理工大学物理学教授Georges Meylan说:“我们很高兴看到这个想法真的奏效了。”“这一发现证明了引力透镜作为天体物理工具的持续效用。”

研究人员于7月20日在《天文学与天体物理学》杂志上发表了他们的发现。


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