迄今為止發現最遙遠的射電星系你知道多少？

此前一個國際天文學家小組發現了一個新的高紅移射電星系(HzRG)。發現的HzRG被命名為TGSS1530，紅移5.72，這意味著它是迄今為止已知最遙遠的射電星系。高紅移射電星系是紅移時質量最大的星系之一，已知它們含有大量的塵埃和氣體。HzRGs通常位於星系團和原星系團的中心。它們可以為了解宇宙中大型結構的組合和演化提供洞見。天文學家特別感興趣的是發現紅移大於6.0的高紅移射電星系(HzRG)，這是從所謂的再電離時代開始——宇宙演化的早期階段，在此期間宇宙氣體從中性變為電離，這些射電星系可以作為研究再電離過程的獨特工具。

在UKIDSS大區域觀測中，疊加了y、J、H和K波段的圖像，從1.4 GHzVLA地圖（Saxena et al.2018）的輪廓圖上繪製了TGSS1530。圖片：Saxena et al., 2018.

博科園-科學科普：由荷蘭萊頓天文台Aayush Saxena領導的一組研究人員在TIFR GMRT天空研究(TGSS)中發現了一個高紅移射電星系(HzRG)替代數據發布1 (ADR1)。為了證實這一發現，利用位於夏威夷雙子北望遠鏡上的雙子座多目標光譜儀(GMOS)對這個星系進行了後續觀測。隨後在亞利桑那州的大型雙目望遠鏡(LBT)上使用紅外(LUCI)中的LBT實用攝像機進行了觀測。發現的是一個紅移5.72射電星系，因此接近再電離時代的結束。一個紅移z = 5.72, TGSS1530的射電星系發現，這是作為高紅移射電星系候選樣本的一部分預先選擇，根據這項研究，TGSS1530大約有11400光年大小——這是高紅移射電星系的典型值。當談到它的射電特性時，它們可以與其他已知紅移超過4.0的射電星系相媲美。

研究人員認為，TGSS1530的高紅移加上相對較小的射電和萊曼-阿爾法大小可能表明它可能是一個射電星系在其演化的早期階段。此外，天文學家還發現，在150mhz下計算出的TGSS1530的射電光度為29.1 W/Hz，這使它處於這一時期射電光度函數中最亮的一端。雖然TGSS1530是一個觀測到紅移最高的射電星系，但隨著目前正在進行的更敏感、更大規模，如LOFAR兩米的天空觀測(LoTSS)，這種情況可能很快就會改變。這樣的觀測可以在紅移超過6.0的情況下探測到第一個射電星系。即使是在z > 6星系中發現一個明亮的射電星系，也將為研究再電離時代開闢出前所未有的細節，通過尋找瀰漫在高紅移宇宙中的中性氫留下的21厘米吸收特徵。

這張圖片顯示的是在亞利桑那州用大型雙目望遠鏡拍攝的K波段近紅外圖像，上面覆蓋著白色的射電輻射。主星系未被探測到，這一事實有助於獨立地確認這一星系的記錄距離。圖片：Leiden Observatory

近20年過去了，迄今為止發現最遙遠的射電星系記錄已經被打破。由荷蘭萊頓天文台的博士生Aayush Saxena領導的研究小組發現了一個射電星系，它存在時間是宇宙年齡的7%，距離地球120億光年。研究小組利用印度巨型米波射電望遠鏡(GMRT)初步鑒定了這個射電星系。然後，通過測量銀河系的紅移，夏威夷的雙子北望遠鏡和亞利桑那州的大型雙目望遠鏡確定了到這個星系的距離。z = 5.72的紅移意味著星系看起來就像宇宙只有10億歲的時候。這也意味著這個星系發出的光已經有120億年的歷史了。這個團隊由來自荷蘭、巴西、英國和義大利的天文學家組成，發表在《皇家天文學會月報》上的這項研究已經被接受。

測量星系紅移告訴天文學家它的距離。星系離我們越遠，它們遠離我們就越快。因此這些星系發出的光看起來更紅了，這一現象被稱為多普勒頻移。因此星系遠離我們的速度越快，它的紅移就越大。射電星系是宇宙中非常罕見的天體嗎，它們是巨大的星系，在它們的中心有一個超大質量黑洞，積極地從周圍吸收氣體和塵埃。這一活動啟動了高能射流的發射，這種射流能夠將超大質量黑洞周圍的帶電粒子加速到接近光速。這些射流在射電波長處被清晰地觀察到。這樣的星系存在於遙遠的宇宙這一事實讓天文學家感到驚訝，在極其遙遠的距離發現這樣的星系對於我們理解星系形成和演化是很重要的。

對這些射電星系的詳細研究也為原始黑洞的形成提供了線索，這些黑洞驅動和調節了星系的生長。Leiden天文台研究人員Aayush Saxena 說：非常令人驚訝的是，這些星系是如何在如此短的時間內累積質量。荷蘭萊頓天文台研究人員Huub Rottgering：明亮的射電星系孕育著超大質量黑洞。在宇宙早期發現這樣的物體是令人驚奇的；這些超大質量黑洞形成和成長的時間肯定很短。一個紅移z = 5.19的射電星系是自1999年被發現以來的前紀錄保持者。新一代射電望遠鏡，加上世界上最大的光學和紅外望遠鏡，將能夠探測到紅移更大的射電星系。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻 :《arxiv,》,《皇家天文學會月報》｜研究/來自：荷蘭天文研究學院，DOI: 10.1093/mnras/sty1996

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