宇宙早期尘埃遮蔽类星体中央黑洞或已存在显著的喷流活动

发稿时间:2021-01-18,作者:范璐璐浏览次数:418

中国科学技术大学天文学系范璐璐教授所领导的中瑞国际合作团队利用甚长基线干涉(VLBI)技术对红移4.6处(对应宇宙年龄约为13亿年)极亮尘埃遮蔽类星体W2246-0526进行了极高空间分辨率的射电干涉仪观测,成功探测到该天体中的超大质量黑洞附近致密非热射电辐射,给出了黑洞吸积驱动喷流活动的观测证据。该工作2020年12月23日发表在《天体物理学期刊快报》(The Astrophysical Journal Letters)上。
尘埃遮蔽类星体被认为是大质量星系演化的一个关键阶段。射电辐射可以穿透尘埃的遮蔽,揭示这类尘埃遮蔽类星体中心超大质量黑洞吸积和辐射的物理信息。射电甚长基线干涉技术所提供的超高空间分辨率观测,是研究超大质量黑洞喷流射电辐射的最佳方式。2019年视界事件望远镜(EHT)团队利用毫米波VLBI技术首次观测到近邻大质量星系M87中心超大质量黑洞视界附近处的辐射(即“黑洞阴影照片)。该工作将VLBI技术应用于高红移(早期宇宙)中超大质量黑洞近邻区域的观测研究。利用欧洲甚长基线干涉网络(European VLBI Network,简称EVN)和英国新一代光纤链干涉仪阵(enhanced Multi Element Remotely Linked Interferometer Network,简称e-MERLIN)的共计17面25米到100米口径的射电望远镜,在1.6GHz对W2246-0526进行了7个小时的观测,成功探测到了致密的核心辐射(见图1右)。较之前的观测,该工作的空间分辨率提高了约500倍。
 图1: 宇宙早期尘埃遮蔽类星体W2246的射电观测图像。左:早期美国VLA射电望远镜阵列的观测结果,分辨率约为3万秒差距;右:最新EVN的观测结果,分辨率为60秒差距。中央红色区域为该源的致密非热射电辐射。
该工作表明这类天体中的射电辐射主要来源于活动星系核的活动(射电喷流,快速外流等)。结合之前的恒星形成的研究结果的约束,该团队认为kpc尺度上延展射电辐射也可能来源于射电喷流。
论文的第一兼通讯作者为中国科学技术大学天文学系范璐璐教授,瑞典查尔姆斯工大Onsala空间天文台杨军博士为共同通讯作者,其他主要参与人包括云南天文台陈文博士、韩云坤副研究员,上海天文台安涛研究员和谢富国副研究员,瑞典Onsala空间天文台Kirsten Knudsen教授。该研究得到国家自然科学基金优秀青年项目、面上项目、创新群体项目和科技部重点研发项目的支持。