http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2015-03-05
丽江2.4米天文望远镜发现宇宙最亮类星体
吴学兵和易卫敏等发现的类星体SDSS J0100+2802是已知遥远类星体中光度和黑洞质量都最大的类星体（图片制作人：李兆聿（中国科学院上海天文台）。背景是丽江2.4米望远镜圆顶及其天空，照片由中国科学院云南天文台丽江站提供。）
2014年元旦前后，中国科学院云南天文台的丽江2.4米光学望远镜观测发现了遥远宇宙中迄今为止光度（即发光本领）最大的类星体。该类星体距离地球128亿光年（红移为6.3），形成于宇宙诞生后的10亿年之内，其光度是太阳光度的430万亿倍。
随后天文学家们利用国外多台6-8米级望远镜对该类星体进行了更为细致的光谱观测。根据红外光谱估计出该类星体中心的黑洞质量约为120亿个太阳质量。这使得这个新发现的类星体成为目前已知的高红移类星体中光度最高、黑洞质量最大的类星体。这一成果对宇宙早期的星系形成、星系与其中心黑洞的共同演化等研究提出了新挑战。
这一研究成果由北京大学吴学兵教授领导的、云南天文台助理研究员易卫敏（主要负责2.4米望远镜的观测）等参加的一个国际合作团队完成，发表在2015年2月26日出版的《自然（Nature）》杂志上（Nature 2015, 518, 512-515）。该杂志还为此作了题为“年轻黑洞井喷式的快速成长”（Young black hole had monstrous growth spurt）的新闻发布，并邀请德国马普天文研究所的Bram Venemans博士在同期杂志的新闻与评述（News & Views）中专门撰写题为“年轻宇宙里的巨兽”（A giant in the young universe）的文章介绍这一发现。我国著名天文学家、中国科学院国家天文台陈建生院士认为这一工作：“基于中国的中小天文设备发现了迄今为止遥远宇宙中的最亮天体，可喜可贺。”
类星体是1963年被发现的一类特殊天体。它们因看起来是“类似恒星的天体”而得名，但实际上却是银河系外能量巨大的遥远天体。其中心是正在猛烈吞噬周围物质的超大质量黑洞，其质量在千万太阳质量以上。这些黑洞虽然自身不发光，但由于其强大的引力，周围物质在快速落向黑洞的过程中以类似“摩擦生热”的方式释放出巨大的能量，使类星体成为宇宙中最耀眼的天体。目前，天文学家们通过大型巡天观测已经发现了20多万颗类星体，分布于宇宙大爆炸之后7亿年至今。通过对高红移类星体的探索，人们可以研究到早期宇宙的结构和演化。然而，高红移类星体虽然自身能量巨大，但由于距离太过遥远，在地球上看起来亮度并不高，因此被发现的数目相对较少。在已发现的20多万颗类星体中，距离超过127亿光年（即红移大于6）的类星体只有40个左右。
2012年前，天文学家们利用我国自己的望远镜虽然也发现了不少类星体，但最高红移只有3.3，远远落后于国际水平。2011年底，丽江2.4米望远镜的观测研究平台基本建成，具备了成像、测光、光谱观测等功能，2012年元旦正式对外开放。2012年起，吴学兵教授领导的团队利用2.4米望远镜的光谱观测寻找高红移类星体，不断刷新我国发现类星体的红移记录。到目前为止，丽江2.4米望远镜共发现40多个高红移类星体，其中红移大于5的类星体25个，包括此次在《自然》杂志上公布的这个红移为6.3的极亮类星体。
（中国科学院云南天文台丽江观测站供稿）
[新浪网]
科学家发现超大质量黑洞:约为太阳120亿倍
一个由科学家组成的国际科研组在一个遥远类星体的中心发现一个超大质量黑洞（艺术家的构想图显示）。这个类星体是一个拥有强大能量的银河辐射源，其能量输出是太阳的1000万亿倍。
科学家最近发现的这个黑洞叫SDSS J0100+2802，距地球128亿光年，在宇宙大爆炸后9亿年形成。艺术家的构想图展示了形成宇宙的大爆炸。
新浪科技讯 北京时间2月27日消息，据国外媒体报道，科学家发现一个超大质量黑洞。它比太阳大120亿倍，光度是太阳光度的430万亿倍，是“遥远宇宙最亮灯塔”的动力来源。
这个非凡天体位于一个类星体的中心。它是一个拥有强大能量的银河辐射源，其能量输出是太阳的1000万亿倍。从1963年发现以来，类星体的性质就一直是个谜团。根据科学家的理论，物质被拖进遥远星系中心的超大质量黑洞时升温，继而产生辐射。
他们最近发现的这个黑洞叫SDSS J0100+2802，距地球128亿光年，在宇宙大爆炸后9亿年形成。天文学家不能解释这么大一个黑洞出现于最早的恒星和星系形成后不久的原因。
SDSS J0100+2802的发现人之一同时又是澳大利亚国立大学科学家的扁富彦（Fuyan Bian音译）表示：“以这么快的速度形成这么大一个黑洞的原因是很难用当前理论进行解释的。这个位于类星体中心的黑洞在很短时间内增加巨大质量。”类星体是迄今为止发现的早期宇宙中最亮的天体。
用世界各地几个大型望远镜获得的数据调查遥远发光天体后，天文学家发现这个类星体。这样一个非常遥远而又古老的天体之所以突出，是因为它的“红移”值高达6.3。红移值是宇宙膨胀时光向光谱红端移动的测量结果。科学家目前只发现40个红移值超过6的类星体。
黑洞SDSS J0100+2802在“再游离时代”结束后不久形成。这个时代创造了我们今天所知的这个充满恒星的宇宙。这是一个革新性的时代，它结束了大爆炸后出现的“宇宙黑暗时代”。
天文学家已发现20多万个类星体。它们的出现时间可追溯到大爆炸后7亿年。尽管非常明亮，它们却极其微弱，因为它们离地球太远，又难以发现。《自然》杂志报道了这项研究。
研究负责人同时又是中国北京大学教授的吴学兵（Xue-Bing Wu音译）说：“包含黑洞SDSS J0100+2802的这个类星体非常独特。我们发现这样一个仅在大爆炸后9亿年就形成的发光类星体时，感到激动万分。它就像遥远宇宙中最亮的灯塔一样散发着光，而这些光将指引我们探索更多有关早期宇宙的信息。”
这项研究的负责人之一同时又是美国华盛顿卡耐基研究所科学家的尤里-贝莱特斯基表示，这个类星体就像一个实验室一样发挥着不容忽视的作用，帮助科学家研究类星体黑洞和宿主星系共同进化的方式。他说：“我们的发现表明，在早期宇宙中，类星体黑洞的成长速度要比宿主星系的成长速度快。当然，我们还需进行更多研究才能证实这个想法。”(孝文)
[新浪网]
北大学者发现宇宙中迄今最亮类星体 挑战黑洞形成理论
科技日报北京3月3日电 （记者刘霞 徐玢）在北京大学3日上午举行的通报会上，物理学院天文学系教授吴学兵称，他所领导的团队在距离地球128亿光年的类星体中，发现了质量为120亿个太阳的黑洞，该黑洞在宇宙大爆炸9亿年后形成，最新研究向现有的黑洞形成和演化理论提出了挑战。最新研究成果发表在2月26日出版的《自然》上。
类星体是迄今为止人类所观测到的最遥远、最明亮的天体。它的中心是质量超过太阳质量千万倍的超大质量黑洞。通过研究远距离高红移类星体，人类可以窥知早期宇宙结构和演化的信息。
目前，天文学家已发现20多万颗类星体，分布于宇宙大爆炸之后7亿年至今。但其中距离超过127亿光年（即红移大于6）的类星体只有40个左右。
2013年12月29日，吴学兵领导的团队利用云南2.4米望远镜拍摄到一颗红移大于5的类星体候选体。随后联合国外大口径望远镜的进一步观测数据，确认该候选体为一颗距离地球128亿光年（红移6.3）、中心黑洞质量为120亿倍太阳质量的类星体。其光度（即发光能力）为太阳的430万亿倍，比目前已知距离最远的类星体还亮7倍。这是人类目前已观测到的遥远宇宙中发光最亮、中心黑洞质量最大的类星体。
科学家们无法解释新发现的黑洞为何会生长得那么快，从理论上讲，该黑洞从周围气体汲取能量的速度和时间无法达到足以形成如此质量的水平。“这颗类星体形成于宇宙年龄为9亿年时，也即相当于一个100岁老人在6岁时。”吴学兵说，“在宇宙还不足10亿岁时，就出现了这么大质量的黑洞，最新发现对宇宙早期黑洞的形成、演化以及黑洞和星系的协同进化理论提出了挑战。这个黑洞在那么短的时间内变得那么大，要么是通过特殊方式；要么在第一代恒星和星系形成时就存在一个巨大的种子黑洞，按照现在的理论难以解释这两种情况。”
据美国有线电视新闻网（CNN）2月27日报道，另一名研究人员、加拿大国家研究理事会的克里斯·维尔罗特提供了一种可能的解释：有些黑洞由非常大的气体云而非单个恒星塌缩形成。而德国马克斯·普朗克天文学研究所的布拉姆·韦内曼斯则认为，另外一种情况是，在宇宙早期，两个巨大的黑洞发生碰撞，形成了一个更大的黑洞。
吴学兵说：“这个类星体就像遥远宇宙间最亮的灯塔，发出的耀眼亮光将帮助我们进一步探索早期宇宙。”据了解，该研究团队将利用包括哈勃太空望远镜在内的多台国际大型天文望远镜对这一特殊的遥远类星体及其附近的天体进行后续观测。
据介绍，2012年起，吴学兵教授领导的团队利用云南2.4米望远镜的光谱观测寻找高红移类星体，不断刷新我国发现类星体的红移纪录。到目前为止，丽江2.4米望远镜共发现40多个高红移类星体，其中红移大于5的类星体25个，包括最新发现的这个红移为6.3的极亮类星体。
[中科网-科技日报]
我国科学家发现宇宙超亮类星体 有助了解宇宙早期
中国天文学家为主的国际团队发现了一颗距离地球128亿光年、中心黑洞质量达到120亿太阳质量的超亮类星体，它是宇宙中目前已知的发光最亮、中心黑洞质量最大的类星体。这一研究成果发表在2月26日出版的国际顶级科学期刊《自然》上。
据介绍，该成果是利用中国云南的2.4米丽江望远镜和国外6.5米的多镜面望远镜、8.4米的大双筒望远镜、6.5米的麦哲伦望远镜和8.1米双子座望远镜观测到的。“中国天文学家能够用国内2米级小望远镜发现了国际上通常需要10米级望远镜才能发现的天体，说明我国天文学家富有创新思想。”著名天文学家、中国科学院院士陈建生说。
科研团队负责人、北京大学物理学院教授吴学兵介绍：“该类星体非常特别，当我们发现在宇宙大爆炸9亿年后就存在这样一颗中心黑洞质量如此之大、光度如此之高的类星体后感到极为兴奋。它就像遥远夜空中一盏最明亮的灯塔，其耀眼的光芒可帮助我们了解到很多以前无法了解的宇宙早期信息。”
类星体是1963年被发现的银河系外能量巨大的遥远天体，其中心是猛烈吞噬周围物质、质量在千万太阳质量以上的超大质量黑洞。这些黑洞虽然自身不发光，但由于其强大的引力，周围物质在快速落向黑洞的过程中以类似“摩擦生热”的方式释放出巨大的能量，使类星体成为宇宙中最耀眼的天体。目前，天文学家已发现了20多万颗类星体，分布于宇宙大爆炸后7亿年至今，其中距离超过127亿光年的类星体仅40个左右。
论文合作者、北大特聘教授樊晓晖介绍：“这一极亮类星体的发现，支持了在宇宙早期黑洞比星系增长得更快的观点，并为未来研究早期宇宙中黑洞和星系的形成和演化提供了一个特别的实验室。”（赵婀娜）
[人民网-人民日报]
原标题：天文学家称发现“宇宙黎明时分”已知最大质量的黑洞
原标题：天文学家发现罕见大质量黑洞
新华社华盛顿2月25日电 （记者林小春）中外天文学家25日报告说，他们发现了“宇宙黎明时分”已知最大质量的黑洞。它的质量是如此之大，以至于现有理论模型很难解释它在宇宙形成早期如何从一个黑洞“种子”成长为超级“怪兽”。
由北京大学吴学兵教授领导的这项研究显示，这一黑洞的质量相当于120亿个太阳，其位置距地球128亿光年，大约在宇宙大爆炸发生9亿年后形成。相比之下，银河系中心的黑洞质量只相当于300万个太阳。
这个大黑洞位于一个类星体的中心，类星体是其中心黑洞猛烈吞噬周围物质而形成的耀眼天体。由于有超大黑洞“供应”能量，这一类星体是遥远宇宙中目前已知亮度最高的类星体。
论文合作者、美国亚利桑那大学天文学家樊晓晖教授对新华社记者说，在宇宙年龄只有如今约7％的时候（目前宇宙年龄约为138亿年），就形成了这么大质量的黑洞，对现有的宇宙早期黑洞成长理论模型提出了挑战。他强调，这不是要推翻现有理论，而是现有理论很难解释为什么会在“短时间”内形成如此大质量的黑洞，因此需要对理论进行修订完善。
樊晓晖认为该发现可能说明两个问题：一是早期宇宙中大质量恒星死亡坍塌形成的黑洞“种子”的质量可能远远高于以前的认识。二是大质量黑洞也许能以超出人们想象的速度吞噬周围的物质。总之，发现这一大质量黑洞令人“意外”。
这一黑洞是利用位于中国云南丽江的2.4米口径天文望远镜首先发现的，后来又借助美国和智利的其他3个天文望远镜开展了进一步研究，有关成果发表在新一期英国《自然》杂志上。
这一研究项目的领导者吴学兵教授在一份声明中说，上述发现让他和同事“极为兴奋”，这颗类星体“就像遥远夜空中一盏最明亮的灯塔，其耀眼的光芒会帮助我们了解很多以前无法获得的宇宙早期信息”。
[人民网-新华社]
中国天文学家发现 最亮与黑洞质量最大类星体
（北京综合电）国际顶级科学期刊《自然》昨天公布一项最新研究成果，以中国天文学家为主的科研团队发现了一颗人类迄今观测到的遥远宇宙中发光最亮、中心黑洞质量最大的类星体（Quasar）。
据新华社报道，该科研团队负责人、北京大学物理学院天文学系教授吴学兵介绍，根据已观测到的光谱数据，这颗新发现的类星体，大约在宇宙大爆炸发生九亿年后形成，光度是太阳光度的430万亿倍，距离地球128亿光年，比目前已知距离地球最远130亿光年的类星体还亮七倍，它的中心黑洞质量约为120亿个太阳质量，是目前已知的遥远宇宙中星体中光度最高、黑洞质量最大的类星体。相比之下，银河系中心的黑洞质量只相当于300万个太阳。
报道说，类星体是1963年被发现的银河系外能量巨大的遥远天体，其中心是猛烈吞噬周围物质、质量在千万太阳质量以上的超大质量黑洞。目前，天文学家通过大型巡天望远镜已发现了20多万颗类星体，分布于宇宙大爆炸后七亿年至今，其中距离超过127亿光年的类星体仅40个左右。
这颗超亮类星体是中国天文学家于2013年底利用云南丽江2.4米口径的望远镜首先发现，随后又联合国外天文学家，利用美国和智利的多台大口径望远镜进行后续观测并最终得到确认的。
中国科学院国家天文台研究员、天体物理学家陈建生院士说，中国天文学家用2米级小望远镜发现了国际上通常需要10米级望远镜才能发现的天体，说明中国天文学家富有创新思想，可喜可贺。
大质量黑洞“短时间”形成
现有理论难解释
美国亚利桑那大学天文学家樊晓晖教授对新华社说，在宇宙年龄只有如今约7％的时候（目前宇宙年龄约为138亿年），就形成了这么大质量的黑洞，对现有的宇宙早期黑洞成长理论模型提出了挑战。他强调，这不是要推翻现有理论，而是现有理论很难解释为什么会在“短时间”内形成如此大质量的黑洞，因此需要对理论进行修订完善。
路透社说，这颗新发现的黑洞质量比之前发现的同龄黑洞超出一倍。
吴学兵接受该社电邮采访时说，该黑洞也许是通过非常特殊的方式在极短时间内形成，另一可能则是早在第一代星体与星系形成时，一个巨大的种子黑洞已经存在。
德国马普天文研究所研究员维尼曼斯（Bram Venemans）则提出，另一可能是宇宙早期的两个大黑洞相撞，形成一个更大的黑洞。
研究团队接下来将对这一遥远类星体进行后续观测，并揭晓更多与之相关的科学奥秘。
[联合早报网]