耗時(shí)長達(dá)20年的搜尋工作，美國亞利桑納大學(xué)（University of Arizona）天文學(xué)家樊曉暉等人透過哈勃太空望遠(yuǎn)鏡（HubbleSpace Telescope）的觀測資料，以重力透鏡（gravitational lensing）方式在早期宇宙中發(fā)現(xiàn)迄今最亮的類星體（quasar）。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)將有助于天文學(xué)家瞭解宇宙誕生后僅約10億年的時(shí)期中，有關(guān)星系誕生的線索。
藝術(shù)家想像的類星體J043947.08+163415.7近看景象
類星體是宇宙中遙遠(yuǎn)星系的活躍核心，因星系中心超大質(zhì)量黑洞周圍吸積盤中的氣體大量落入黑洞的過程中釋放大量能量而使其非常明亮，即使處在宇宙的彼端都能被觀測到，在任一波段都可以觀測到。
這個(gè)類星體編號(hào)為J043947.08+163415.7。類星體通常以其所在的坐標(biāo)命名，所以它在天空中赤經(jīng)4h29m47.08s、赤緯+16°34'15.7"的方向。它的亮度相當(dāng)于太陽的11兆倍，中心超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量則高達(dá)太陽的數(shù)億倍。樊曉暉等人認(rèn)為整個(gè)可觀測宇宙中應(yīng)該沒幾個(gè)像J043947.08+163415.7這么亮或比它還亮的類星體。
雖然它很真實(shí)性質(zhì)異常明亮，但它也非常遙遠(yuǎn)，所以哈勃能偵測到這個(gè)類星體的真正原因，是因?yàn)橛袕?qiáng)重力透鏡效用幫忙，也就是J043947.08+163415.7和地球之間有個(gè)龐大的星系團(tuán)或星系（下圖中的Foregroundgalaxy），其作用類似凸透鏡製成的放大鏡一樣，將J043947.08+163415.7的大小放大了3倍，亮度則增加了50倍左右，讓它足足有太陽的600兆倍亮。無論是作為透鏡的星系團(tuán)或是它背后遙遠(yuǎn)的那個(gè)類星體都非常緊密，用地面光學(xué)望遠(yuǎn)鏡是無法解析開來的，只有哈伯的銳眼能做到解析分辨其中的細(xì)節(jié)。
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測到的遙遠(yuǎn)類星體J043947.08+163415.7經(jīng)過重力透鏡效應(yīng)而呈現(xiàn)出的影像。Credit:NASA, ESA, X. Fan (University of Arizona)
在哈勃影像中，不僅顯示J043947.08+163415.7超大質(zhì)量黑洞以極高的速度吸積物質(zhì)，而且它的新恒星產(chǎn)率上看每年10,000顆之多。它的性質(zhì)和距離讓它成為研究早期宇宙中，遙遠(yuǎn)類星體的演化和類星體中心超大質(zhì)量黑洞對(duì)恒星形成的影響力的最佳目標(biāo)之一。
像J043947.08+163415.7這樣的類星體通常存在于宇宙極年幼的再游離時(shí)期（period of reionisation），當(dāng)時(shí)年輕星系和類星體發(fā)出的輻射加熱了宇宙空間中的中性氫原子而使其游離化，讓宇宙從不透明變成透明；這個(gè)時(shí)期大約在大霹靂（Big Bang）之后400,000年開始。然而，天文學(xué)家并不清楚到底是哪種天體提供了再游離作用所需的光子。而樊曉暉等人的這項(xiàng)研究或許可以提供相關(guān)線索。
為了這個(gè)理由，樊曉暉等人正在盡可能搜集更多的J043947.08+163415.7資料。他們目前正在分析歐南天文臺(tái)（ESO）超大望遠(yuǎn)鏡（VeryLarge Telescope）觀測的光譜資料，從中找出早期宇宙的化學(xué)組成和星系際之間氣體的溫度。此外，他們也利用ALMA電波陣列進(jìn)行觀測，并希望未來能取得哈勃下一代的韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（James Webb Space Telescope）觀測結(jié)果，期望能進(jìn)一步分析研究超大質(zhì)量黑洞鄰近之處的狀況，并直接測量其重力對(duì)周遭氣體和恒星形成的影響。
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