一个国际天文学家团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)对一颗名为J1007+2115的明亮类星体进行了光谱观测。他们探测到从类星体的宿主星系发出的快速流出物。这项发现发表在9月20日发表在预印本服务器arXiv上的一篇论文中。
类星体或准恒星天体(qso)是非常高亮度的活动星系核(AGN),它发射的电磁辐射在无线电、红外、可见光、紫外线和x射线波长都可以观测到。
它们是已知宇宙中最明亮、最遥远的天体之一,是天体物理学和宇宙学众多研究的基本工具。例如,类星体已经被用来研究宇宙的大尺度结构和再电离时代。它们还提高了我们对超大质量黑洞动力学和星系间介质的理解。
J1007+2115的红移为7.51,是迄今为止已知的红移最高的类星体之一。它的辐射亮度约为204千万亿格/秒,其黑洞的质量约为14.3亿个太阳质量。
先前对J1007+2115的观测发现,它的宿主星系有丰富的分子气体和尘埃,质量分别为22和1.7亿个太阳质量。此外,这个星系正在经历快速的恒星形成,因为它的恒星形成速度估计为每年80-250个太阳质量。
现在,由亚利桑那州图森斯图尔德天文台的刘伟哲领导的一组天文学家报告了关于J1007+2115宿主的新发现。利用JWST上的NIRSpec积分场单元,他们确定了双电离氧(O III)的扩展发射。这种发射具有高度的蓝移和宽,并且延伸到距离类星体约6500光年的地方。
进一步的分析发现,这种发射极有可能是在类星体的宿主星系中追踪到一种快速流出。因此,考虑到类星体的高红移,它是目前已知最早的星系尺度流出物。
根据该论文,动量流出率约为3.7万亿达因,约占类星体提供的辐射压力的61%。此外,动能流出率为0.36万亿能量/秒,约为类星体辐射热光度的0.2%。这些结果表明,类星体足够强大,可以很容易地驱动流出。
研究发现,流出物的速度很大,约为2100公里/秒,这表明它很容易逃离宿主星系。计算出的质量流出率为每年300个太阳质量的水平,而流出的平均动态时间尺度估计约为170万年。
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