作者安·詹金斯，美国宇航局戈达德太空飞行中心 类星体——超大质量黑洞——矛盾的是，它们是宇宙中最亮的物体
天文学家普遍认为类星体的能量是限制大质量星系增长的主要驱动力
科学家计划利用韦伯在一个名为Q3D的项目中研究三个精心选择的类星体对其宿主星系的影响
信用:STScI 超大质量黑洞可能存在于几乎所有星系的中心，是难以想象的密集、紧凑的空间区域，任何东西——甚至光——都无法逃离
这样一个质量是太阳数百万或数十亿倍的黑洞吞噬着物质，它被一个旋转的气体圆盘所包围
当来自这个圆盘的气体落向黑洞时，它会释放出巨大的能量
这种能量创造了一个被称为类星体的明亮而强大的银河核心，它的光可以大大超过它的宿主星系
天文学家普遍认为类星体的能量是限制大质量星系生长的原因
美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜发射后不久，科学家们计划在一个名为Q3D的项目中研究三个精心选择的类星体对其宿主星系的影响
超大质量黑洞与其宿主星系相比非常小——相对于整个月球的大小，它相当于一便士
然而，超大质量黑洞对它们所居住的星系有着巨大的影响
德国海德堡大学的研究小组组长、Q3D首席研究员多米尼卡·怀勒扎莱克说:“超大质量黑洞这种物理上非常小的物体似乎对星系的演化产生了巨大的影响，并最终影响了我们今天的宇宙。”
20年前，科学家们假设类星体在限制星系增长方面起着关键作用，但具体的观测证据却令人惊讶地难以获得
科学家认为类星体的狂风每年会推出相当于数百个太阳质量的物质
随着类星体的风扫过星系的圆盘，原本会形成新恒星的物质被猛烈地带离星系，导致恒星诞生停止
但是观察类星体在其宿主星系上的威力和范围仍然是现代天体物理学中一个尚未解决的主要问题
韦伯望远镜可以改变这种情况
三维数据分析 除了其精致的灵敏度、分辨率和红外视觉，韦伯的能力还包括独特的三维成像光谱
这种特殊的观察技术使团队能够获得视野内每个像素的详细光测量值
它将许多波长略有不同的图像缝合在一起
这使得科学家能够对星系内部的气体运动进行空间测绘
这项技术将使科学家能够探测附近和远处星系中的恒星、气体和尘埃，从而彻底改变对超大质量黑洞及其宿主星系之间关系的理解
“成像光谱学对我们很重要，因为这些遥远类星体中的风不一定是对称的，”马里兰大学帕克分校的天文学教授、联合首席研究员西尔万·韦勒解释道
“因此，人们需要在每个位置都有一个光谱来确定它们的几何形状，并能够从这些风以及它们对宿主星系的影响中提取重要信息
" 研究三个类星体及其宿主 Q3D团队将研究三个明亮的类星体，以测量来自超大质量黑洞吸积物质的活动，以及宿主星系如何受到该活动的影响
该小组选择这三个类星体是出于科学原因，但也是为了测试和评估韦伯的能力
这些物体有意跨越了离地球很大的距离，从相对较近的地方到非常遥远的地方
在它们各自的距离上，它们也是最明亮的类星体之一，已知它们有物质流出
强大的类星体外流似乎阻止了一个星系的气体形成新的恒星和星系的成长
科学家认为类星体和星系的联系对于确定星系如何从早期宇宙进化到今天至关重要
这对比银河系大几倍的星系尤其重要，因为类星体宿主通常是质量更大的星系
超越明亮的光 类星体与它们周围的物质相比非常明亮，所以研究小组正在开发特殊的软件工具，使他们能够研究这种现象
当类星体在20世纪50年代被发现时，它们是明亮的射电源，看起来像照相底片上的恒星，所以它们被称为“准恒星射电源”
“最终，天文学家了解到类星体实际上在星系内部，但是它们太亮了，以至于比它们的宿主星系还要亮
“我们对类星体本身感兴趣——中间明亮的、类似恒星的东西——但我们也对较暗的主星系感兴趣
不仅仅是宿主星系，还有宿主更微弱的外流
这种气体不是围绕类星体或星系中心旋转，而是流出
要想看到类星体背后真正微弱的东西，我们必须移除类星体的光
这是该软件将做的一件独特的事情
田纳西州孟菲斯市罗德斯学院物理学副教授大卫·鲁普克说
Rupke正在领导编写软件来分析Q3D数据的工作
为未来的韦伯研究铺平道路 Q3D研究是主任自由裁量-早期发布科学计划的一部分，该计划在望远镜任务的早期向整个科学界提供公共数据
这个项目允许天文学界快速学习如何最好地利用韦伯的能力，同时也产生了强大的科学
“从技术角度来看，通过我们的观察，我们正在测试不同的模式、过滤器和组合，”怀勒扎莱克解释道
“让科学界看到这些不同模式的表现将非常有用
在科学上，我们在不同的亮度和宇宙时间探测类星体，以告知社区韦伯在评估不同科学问题时的表现
" Q3D软件不仅对观察类星体的用户有用，而且对任何在较暗的源上观察明亮的点状中心源的人也有用
这样的观测可能包括超级星团、超新星、潮汐扰动事件或伽马射线爆发
詹姆斯·韦伯太空望远镜将于2021年发射升空，届时将成为世界上首屈一指的太空科学天文台
韦伯将解开我们太阳系中的谜团，放眼其他恒星周围遥远的世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在宇宙中的位置
韦伯是一个由美国宇航局领导的国际项目，合作伙伴有欧洲航天局和加拿大航天局
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
