科学家发现遥远宇宙中发光本领最大的类星体

　　2月26日出版的Nature 杂志 (Nature 2015, 518, 512-515) 发表由北京大学教授吴学兵领导的、中国科学院云南天文台助理研究员易卫敏（主要负责云南天文台2.4米望远镜的观测）等参加的国际合作团队完成的一项关于早期宇宙的重要研究成果。该团队在2014年元旦前后，使用云南天文台的丽江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，比其它高红移类星体的光度都大，比目前已知的距离最远的类星体(离地球130亿光年)还大7倍（见附图）。随后该团队利用国外多台6-8米级望远镜获得了该类星体更高质量的光学和红外光谱，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，比其它高红移类星体的黑洞质量都大。因此，新发现的这个类星体是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，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。Nature 杂志为此作了题为“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）的文章介绍了这一发现。著名天文学家、中国科学院院士陈建生认为这一工作“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。”

　　类星体是一种活动星系核，是上世纪60年代天文学的四大发现之一。类星体因其大小只跟太阳系的大小相当，但光度却很高，比星系里所有恒星的光度总和大很多倍，甚至大几个量级，以及许多其它奇特性质，使得它至今一直是天文学领域的未解之谜，也是一种天然的极端物理实验室。此外，由于光度高，处于宇宙深处也能被观测到，因而类星体可以用来研究星系际介质、宇宙学等。特别是高红移类星体，它们对于研究早期宇宙中星系的形成与演化、超大质量黑洞的形成和增长、宇宙大尺度结构的形成和演化、早期宇宙的再电离以及星系际介质具有重要意义。但由于高红移类星体的观测发现比较困难，目前红移大于5的类星体只有100多个，而红移大于6的类星体只有40个左右，样本非常小，导致对上述问题的研究存在很多不确定性。寻找和研究高红移类星体是国际重大前沿研究课题。

　　2012年前，我国天文学家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，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Nature 杂志公布的一个红移为6.3的极亮类星体，在国际上产生了较大的学术影响。