麗江2.4米天文望遠鏡發現宇宙最亮類星體

2014年元旦前后，中國科學院雲南天文台的麗江2.4米光學望遠鏡觀測發現了遙遠宇宙中迄今為止光度（即發光本領）最大的類星體。該類星體距離地球128億光年（紅移為6.3），形成於宇宙誕生后的10億年之內，其光度是太陽光度的430萬億倍。

隨後天文學家們利用國外多台6-8米級望遠鏡對該類星體進行了更為細緻的光譜觀測。根據紅外光譜估計出該類星體中心的黑洞質量約為120億個太陽質量。這使得這個新發現的類星體成為目前已知的高紅移類星體中光度最高、黑洞質量最大的類星體。這一成果對宇宙早期的星系形成、星系與其中心黑洞的共同演化等研究提出了新挑戰。

這一研究成果由北京大學吳學兵教授領導的、雲南天文台助理研究員易衛敏（主要負責2.4米望遠鏡的觀測）等參加的一個國際合作團隊完成，發表在2015年2月26日出版的《自然（Nature）》雜誌上（Nature 2015, 518, 512-515）。該雜誌還為此作了題為“年輕黑洞井噴式的快速成長”（Young black hole had monstrous growth spurt）的新聞發布，並邀請德國馬普天文研究所的Bram Venemans博士在同期雜誌的新聞與評述（News & Views）中專門撰寫題為“年輕宇宙裏的巨獸”（A giant in the young universe）的文章介紹這一發現。我國著名天文學家、中國科學院國家天文台陳建生院士認為這一工作：“基於中國的中小天文設備發現了迄今為止遙遠宇宙中的最亮天體，可喜可賀。”

類星體是1963年被發現的一類特殊天體。它們因看起來是“類似恆星的天體”而得名，但實際上卻是銀河系外能量巨大的遙遠天體。其中心是正在猛烈吞噬周圍物質的超大質量黑洞，其質量在千萬太陽質量以上。這些黑洞雖然自身不發光，但由於其強大的引力，周圍物質在快速落向黑洞的過程中以類似“摩擦生熱”的方式釋放出巨大的能量，使類星體成為宇宙中最耀眼的天體。目前，天文學家們通過大型巡天觀測已經發現了20多萬顆類星體，分佈於宇宙大爆炸之后7億年至今。通過對高紅移類星體的探索，人們可以研究到早期宇宙的結構和演化。然而，高紅移類星體雖然自身能量巨大，但由於距離太過遙遠，在地球上看起來亮度並不高，因此被發現的數目相對較少。在已發現的20多萬顆類星體中，距離超過127億光年（即紅移大於6）的類星體只有40個左右。

2012年前，天文學家們利用我國自己的望遠鏡雖然也發現了不少類星體，但最高紅移只有3.3，遠遠落后於國際水平。2011年底，麗江2.4米望遠鏡的觀測研究平台基本建成，具備了成像、測光、光譜觀測等功能，2012年元旦正式對外開放。2012年起，吳學兵教授領導的團隊利用2.4米望遠鏡的光譜觀測尋找高紅移類星體，不斷刷新我國發現類星體的紅移記錄。到目前為止，麗江2.4米望遠鏡共發現40多個高紅移類星體，其中紅移大於5的類星體25個，包括此次在《自然》雜誌上公佈的這個紅移為6.3的極亮類星體。

（中國科學院雲南天文台麗江觀測站供稿）