一個巨大的類星體創造出整個宇宙都能看見的光芒。

藝術家繪製的WISE J224607.57-052635.0,該星系保有宇宙中最亮星系的紀錄,亮度等於三百多兆顆類太陽恆星。 ILLUSTRATION BY NASA
藝術家繪製的WISE J224607.57-052635.0,該星系保有宇宙中最亮星系的紀錄,亮度等於三百多兆顆類太陽恆星。
ILLUSTRATION BY NASA

即使宇宙中有超過1000億個星系,其中一定還是有一個星系是最亮的,而天文學家可能發現最亮的那一個了。新發現的WISE J224607.57-052635.0星系潛伏在可見宇宙的邊緣,並且發出相當於三百多兆顆類太陽恆星的光。

讓這個遙遠星系這麼亮的主要原因不是星光。美國航太總署(NASA)噴射推進實驗室(JPL)的天文學家,也是這個星系的共同發現者彼得•艾森哈得特(Peter Eisenhardt)說,這個星系的光亮幾乎可以確定是源自於一顆「巨大的類星體」。從地球看去,一個類星體可能就像一顆恆星,但其實它是一個位於星系核心的巨大黑洞,它貪婪猛烈地吞食氣體,讓氣體的溫度上升到幾百萬度,創造出全宇宙都能看到的光芒。

研究人員在《天體物理期刊》Astrophysical Journal)中報告,新發現的這個星系中的類星體質量重達太陽的100億倍。

巨大的謎團

這個巨大的類星體與星系裡其他物質所發出的光,在大約125億年前(大爆炸後約10億年)開始朝地球前進。天文學家並不知道一個黑洞如何能在這麼短的時間內長得這麼大。這也不是天文學家第一次被這樣的巨獸難倒:幾個月前他們才發現了一個更大、年代更久遠的黑洞

艾森哈得特說,「我們開始看到一個大謎團,也就是有些黑洞似乎長得太大、太快了。這個類星體似乎又是一個例子。」

較早發現的那顆類星體是用全球幾台最大的地面天文望遠鏡觀測到的。不過WISE J224607.57-052635.0是使用NASA繞軌道運行的廣域紅外線巡天探測衛星(Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE)望遠鏡才看到的,因為這個星系大部分的能量來自紅外線光(不可見光)。

研究的主要作者、噴射推進實驗室的蔡肇偉表示,「這顆類星體藏在塵雲之中。」當這顆類星體的光接觸到塵埃,塵埃便射出紅外線光。蔡肇偉的團隊根據WISE測得的紅外線光量,計算出這顆類星體的大小與光度。

關於一個黑洞如何能這麼快地變得如此巨大,天文學家有幾個想法。雖然不太可能,但它或許從誕生起就一直以被稱為艾丁吞極限(Eddington limit)的最大速率狼吞虎嚥地吞食氣體。它可能找到了超越速率極限的方法。或者這個黑洞誕生時就很大,之後愈長愈大。艾森哈得特說,「如果你想養大象,最好的方式就是從小象開始養。」但是目前還不清楚一顆小象大小的黑洞是如何造成的。

未參與這項研究的哈佛大學天體物理學家艾維•里歐伯(Avi Loeb)表示,還有一個謎。「早期宇宙中最大黑洞的質量,」他說,「與我們在現在宇宙中所發現最巨大的黑洞質量類似。」所以問題不只是早期的黑洞如何變得那麼大,還有為什麼這些原始的巨大黑洞沒有變得更大。

里歐伯說,目前還沒人知道可能的原因。

撰文:Michael D. Lemonick, National Geographic(透過Twitter  Facebook關注作者)

編譯:陳潔