宇宙學標準模型或要更新了!天文學家觀察到大量遙遠“活躍”星系


宇宙學標準模型或要更新了!天文學家觀察到大量遙遠“活躍”星系

測量宇宙的膨脹

通過對ESA的xmm -牛頓觀測到的大量遙遠“活躍”星系樣本進行研究,一個天文學家團隊發現,宇宙早期的膨脹可能比宇宙學標準模型預測的要多。

根據最主要的假設,我們的宇宙只包含普通物質的百分之幾。宇宙的四分之一是由難以捉摸的暗物質構成的,我們可以通過引力感受到這些暗物質,但無法觀察到。其餘的四分之一是由更為神秘的暗能量構成的,這種暗能量推動著宇宙目前的膨脹速度。

這個模型是基於大量的收集的數據在過去的幾十年,從宇宙微波背景,或招商銀行——第一個光在宇宙的歷史,在大爆炸後僅380年發佈000年並且在前所未有的細節上觀察ESA的普朗克使命——“當地”的觀察。後者包括超新星爆炸、星系團和暗物質在遙遠星系上留下的引力畸變,可用於追溯宇宙歷史上最近幾個時代的宇宙膨脹——跨越過去90億年。

Guido Risaliti領導的一項新的研究中,意大利佛羅倫薩,意大利,和Elisabeta Lusso杜倫大學、英國,指向另一種類型的宇宙示蹤-類星體會填補這些差距觀察,測量宇宙膨脹到120億年前。

類星體是星系的核心,一個活躍的超大質量黑洞正以非常快的速度從其周圍吸進物質,在電磁波譜中發出明亮的光芒。當物質落在黑洞上時,它會形成一個旋轉的圓盤,在可見光和紫外光中輻射;這些光反過來加熱附近的電子,產生x射線。

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超大質量黑洞

三年前,Guido和Elisabeta意識到類星體的紫外線和x射線亮度之間的一個眾所周知的關係可以用來估計到這些源的距離——這在天文學上是出了名的棘手——並最終用來探索宇宙的膨脹歷史。

性質允許我們測量其距離的天文光源被稱為“標準蠟燭”。

其中最引人注目的一種超新星被稱為ia型超新星,它由白矮星的壯觀消亡組成。白矮星吸收了來自伴星的物質後,會產生亮度可預測的爆炸,這使得天文學家能夠確定距離。上世紀90年代末對這些超新星的觀測揭示了宇宙在過去幾十億年間的加速膨脹。

Elisabeta解釋說:“使用類星體作為標準的蠟燭有很大的潛力,因為我們可以比ia型超新星離我們更遠的距離觀察它們,所以用它們來探測宇宙歷史上更早的時代。”

有了大量類星體的樣本在手,天文學家們現在已經將他們的方法付諸實踐,結果很有趣。

宇宙學標準模型或要更新了!天文學家觀察到大量遙遠“活躍”星系

xmm -牛頓

通過挖掘XMM-Newton檔案,他們收集了7000多個類星體的x射線數據,並將其與地面斯隆數字天空調查的紫外線觀測結果結合起來。他們還使用了一組新的數據,這些數據是由XMM-Newton在2017年特別獲得的,用來觀察非常遙遠的類星體,就像宇宙只有大約20億年的時候那樣觀察它們。最後,他們用少量甚至更遠的類星體和一些相對較近的類星體來補充這些數據,這些類星體分別由NASA的錢德拉和斯威夫特x射線天文臺觀測到。

圭多說:“如此大的樣本使我們能夠細緻地研究類星體x射線和紫外線輻射之間的關係,這極大地改進了我們估算其距離的技術。”


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