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北大天文团队高红移类星体研究入选美国天文学会刊物研究亮点
日期: 2017-04-23  信息来源: 科维理天文与天体物理研究所

2017年4月12日,美国天文学会刊物研究亮点网站公布的研究亮点为“新发现填补类星体间隙”(New Discoveries Fill the Quasar Gap),入选论文为北大天文团队领衔于3月30日发表在美国《天文学杂志》(Astronomical Journal)的研究论文,第一作者是物理学院天文学系、科维理天文与天体物理研究所博士研究生杨锦怡,指导教师为吴学兵和樊晓晖教授。该网站每周从美国天文学会出版的多个天文刊物中选出不超过5篇论文作为研究亮点专门撰文予以介绍。

图1:遥远类星体的示意图,其中心的超大质量黑洞吸积大量物质并在周围释放出巨大能量,图片来自欧洲南方天文台(ESO)

类星体是宇宙中发光强度最高的一类持续发光天体,是研究遥远宇宙的重要探针。其中心是千万倍太阳质量以上的超大质量黑洞,黑洞吸积大量物质并在其周围释放出巨大能量。研究宇宙中类星体的分布和演化是直接限制超大质量黑洞的形成、增长和宇宙学演化的重要途径。对类星体的研究至今已开展了半个世纪,共有30几万个类星体被发现。但其中高红移(即距离最远的)类星体数目很少,红移4.5以上的类星体只占总数的约千分之二。

在已知类星体的红移分布中,红移5.3到5.7之间有一个明显的间隙。这一红移段的已知类星体只有不到30个,且多数光度较暗,不适合做后续研究。此红移段的类星体处于宇宙再电离结束后的时期,是用于研究星系际介质、类星体演化和早期超大质量黑洞增长的重要工具。但是用传统的光学颜色选源方法发现这一红移段的类星体极为困难,因为此红移段的类星体与银河系中数目最多的低温恒星的颜色近乎一致,所以通常在利用颜色选取类星体候选体时,为避免恒星的污染会把这些类星体和恒星一起剔除,导致发现的数目很少。

吴学兵和樊晓晖教授领导的团队一直致力于高红移类星体的观测研究,最近他们克服传统的光学颜色选源方法面临的困难,发展了基于光学、近红外和中红外波段测光数据的高红移类星体选源新方法,并在有这些波段巡天数据的天区进行了红移5.5的亮类星体搜寻。到目前为止,该团队利用国内外望远镜的光谱观测已发现了18个红移5.5左右的亮类星体(见图2)。这使该红移段的类星体数目增长了近一倍,也成为目前首个统一选源的红移5.5类星体样本。这些发现有效地填补了红移5.5左右类星体数目的间隙,为进一步研究宇宙再电离结束后的星系际介质物理性质、类星体演化和超大质量黑洞的增长作出了重要贡献。

该项研究得到国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持。

图2左:高红移类星体的红移分布。图2右:在光学、近红外和中红外波段都有测光数据的高红移类星体的红移分布。红色表示本项研究中新发现的类星体(图片来自美国《天文学杂志》论文)

美国天文学会刊物研究亮点介绍:http://aasnova.org/2017/04/12/new-discoveries-fill-the-quasar-gap/

美国《天文学杂志》发表论文链接: doi:10.3847/1538-3881/aa6577

编辑:江南


   
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