欧几里得发现最古老类星体，宇宙大爆炸后6.7亿年时的景象
ESA的欧几里得太空望远镜发现了有史以来最遥远的类星体，这是一个由超大质量黑洞驱动的信标，在宇宙仅有6.7亿年时闪耀，约为其当前年龄138亿年的5%。
该类星体编号为EUCL J172902.75+641018.1，红移为7.77，超过了2021年创下的7.64的先前纪录，提前了约1500万年。它的光线传播了超过130亿年才到达欧几里得的镜面。
这一发现是7月6日在《天文与天体物理》期刊上公布的31个新类星体的一部分，其中包括一个红移7.69的第二破纪录者和12个红移7或以上的天体。在欧几里得之前，天文学家在十多年的搜索中，仅在这些极远距离上发现了大约9个类星体。欧几里得在大约一年的观测中就达到了这个总数。
“欧几里得团队首次对宇宙黎明时期的类星体进行了真正的普查，”ESA研究员、研究合著者安东尼奥·拉·马尔卡说。
欧几里得如何发现它们
欧几里得独特的能力组合使其成为第一个能够对最早类星体进行广泛且灵敏搜索的望远镜。它最终将通过欧几里得巡天覆盖超过三分之一的天区，使用不受大气扭曲影响的清晰太空成像，并在近红外波长下观测，因为最遥远天体的光已被宇宙膨胀拉伸。
探测流程使用机器学习应用于欧几里得的光学和近红外图像，以识别”遗漏”特征，即标志高红移类星体的特征光谱断裂。来自昴星团望远镜的超广角相机、暗能量巡天和LOFAR的辅助数据帮助缩小了搜索范围。使用凯克天文台、麦哲伦望远镜和大双筒望远镜的地面光谱后续观测确认了31个类星体，成功率约为30%，比以前的巡天工作提高了约10倍。
“欧几里得是一个真正的游戏规则改变者，”莱顿大学的研究主要作者杨大明说。”它让我们能够更高效地搜索，捕捉更暗的光芒。这是类星体猎寻的独特工具。”
为什么这很重要
类星体是星系中心的超大质量黑洞，活跃地吞噬周围气体，闪耀着数万亿颗恒星的光芒。在红移7以上发现它们，意味着探索宇宙正在经历最后一次重大转变的时期：再电离纪元，当时冷中性氢被第一批恒星和星系分解，使宇宙首次变得透明。
这些类星体充当宇宙信标，照亮了那个时代的条件。但更大的问题是超大质量黑洞如何在不到7亿年内达到数百万或数十亿太阳质量。主要理论提出要么是巨大气体云直接坍缩，要么是从恒星质量种子快速成长，而具有统计意义的早期类星体样本是区分它们的关键。
“这是天体物理学中最大的谜团之一，”杨说。”通过发现和研究这些类星体，我们可以更好地理解这些巨大系统如何如此迅速地形成和成长。”
一窥早期类星体内部
这批类星体中第二远的（红移7.69）由马克斯·普朗克天文学研究所的西尔维娅·贝拉迪塔领导的配套论文进行了详细研究。观测显示它嵌入在一个布满尘埃、富含气体的星系中，该星系正在疯狂地形成新恒星，提供了早期超大质量黑洞宿主环境的第一个详细视图。
“发现只是第一步，”贝拉迪塔说。”在整个电磁波谱上观测这些天体，使我们能够描述这些类星体及其宿主星系的环境。”
欧几里得于2023年7月由SpaceX猎鹰9号发射升空，并于2024年2月开始常规科学运行。预计于2026年底发布的第一批数据将成为有史以来最大的太空宇宙地图。完整的六年巡天预计将发现数百个更高红移的类星体，可能包括红移8以上的第一批样本。
“古老类星体是罕见的发现，”ESA欧几里得项目科学家瓦莱里娅·佩托里诺说。”它们本身很有趣，同时也是使我们能够探索早期宇宙的时间机器。”
婷 翻译
来源： ESA， Astronomy & Astrophysics (D. Yang et al.， DOI: 10.1051/0004-6361/202658883)， Phys.org， Euclid Consortium