在天文学中,许多最深刻的发现往往是偶然得来的。
正如那句名言所说:“科学中最令人兴奋的一句话不是“我找到答案了!(eureka!)”,而是“这真奇怪。(that's funny.)””这正是莱顿大学(Leiden University)研究团队的奇妙经历。
团队当时正在观测距离地球约60亿光年、位于巨爵座的类星体RXJ1131-1231。这个活跃星系核(AGN)深受天文学家关注,因为它的中心有一个超大质量黑洞(SMBH),而且地球与该类星体之间还存在着一个中间星系。这个中间星系会将RXJ1131-1231的光放大三倍,这种现象称为大尺度重力透镜效应(macrolensing)。在观测该类星体亮度变化时,团队意外目击到由一颗介于星系与观测者之间的恒星所造成的微重力透镜事件(microlensing)。这种双重放大的巧合使他们得以前所未有地深入研究该类星体,并首次解析来自超大质量黑洞的毫米波辐射。
类星体RXJ1131-1231的形象,由NASA钱德拉X射线望远镜(Chandra X-ray Telescope)与哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)拍摄合成。介于中间的巨大椭圆星系将类星体扭曲成四个不同的形象,强重力透镜造成的时间延迟导致其中一个形象会比其他形象更早被观测到。Credit: NASA/CXC/Univ of Michigan/R.C.Reis et al (X-ray)/NASA/STScI (optical)
团队的观测结果显示,该类星体在毫米波辐射中呈现出以数年为尺度的闪烁现象。他们推测,这些辐射来自环绕超大质量黑洞的高温磁化环,即所谓的冕(corona)。过去在黑洞附近曾经观测到毫米波辐射,但受限于需要更高的空间分辨率,尚不清楚其来源究竟是什么机制所致。
根据这次的分析,研究团队得出结论:这些辐射主要来自冷气体与尘埃,这是一项相当重要的发现。接下来,他们将利用钱德拉X射线望远镜(Chandra X-ray Telescope)进行后续观测。他们的最终目标是通过微重力透镜研究黑洞附近的温度与磁场环境,因为这些条件会影响整个星系的演化。
本次论文的第一作者Rybak与共同作者Dominique Sluse和Frédéric Courbin是可见光的微重力透镜效应研究的先驱,并在2008发布了具有开创性的研究成果。17年后的现在,他们首次成功利用毫米波辐射实现了这一目标。Rybak表示:“这种双重放大,就像把两个放大镜叠放在一起,微重力透镜与大尺度透镜的结合,能揭示即使世界上最强大的望远镜仅靠大尺度透镜也看不见的事物。”
团队的研究成果已被《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)杂志接受,可在预印本库找到预印本版本。
(首图来源:pixabay)