几十年来,科学家们一直在搜寻遥远宇宙中的明亮星系。这些类星体最初因其壮观的亮度而被注意到——它们是有史以来发现的最具能量的物体之一。但天文学家认为,其中许多——事实上,早期宇宙中绝大多数的类星体——可能隐藏起来了,伪装在更近的星系后面。
由于其亮度,天文学家希望利用类星体来探测再电离时期。这是大爆炸后不到十亿年的时期,当时第一代恒星,然后是星系形成。类星体是星系中心的超大质量黑洞,它们在积极地吞噬物质。它们是少数能够从如此遥远的距离看到的物体之一,这使得它们成为我们窥探早期宇宙的唯一窗口。
通常,即使是类星体也常常太暗而无法从如此遥远的过去(因此也太遥远)看到。但天文学家有一个观察宇宙深处的天文学技巧:引力透镜。这是指在观测者和类星体之间的一个物体(例如一个星系或星系团)的引力弯曲了传播的光线,从而放大了其强度。鉴于这些类星体的距离如此之远,字面上来说,宇宙的大部分都位于我们和它们之间。所以应该有很多东西在中间,可以放大它们的光。
这意味着应该有许多来自这个时期的被透镜化的类星体可供观测,但第一个类星体直到今年才被发现——而且差点被错过。但它的发现和差点错过提供了另一个线索:这些备受追捧的遥远光源一直隐藏在人们的视线之中。
如何发现类星体
早期的类星体看起来都有些相似,所以天文学家知道类星体应该是什么颜色。他们据此选择目标,然后再用更好的望远镜来确认它们,并确定是否真的找到了类星体,还是仅仅找到了一颗具有类星体样颜色的恒星或星系。**
耶鲁大学天文学家 Fabio Pacucci 解释了这一系统何时有效,何时失效。他是关于天文学家可能错过了多少类星体的一篇新论文的首席作者,该论文于 1 月 10 日发表在《天体物理学报快报》上。他也是首个早期宇宙被透镜化类星体被发现研究的合著者。
“这个类星体差点就没能被识别出来,”Pacucci 说,“因为在我们和类星体之间的透镜星系影响了颜色。”由于颜色混合在一起,类星体不再像类星体,所以天文学家从来不去仔细查看这类物体。他说,这就是为什么许多类星体逃脱了探测。
另一个加剧问题是,许多被透镜化的类星体看起来离它们的透镜非常近,除非使用哈勃级别的仪器,否则大多数望远镜无法将它们区分开来。“在以前的巡天调查中,这个问题的出现频率很高,”Pacucci 补充道。每一次,类星体都被识别为附近的星系,而不是类星体。
但希望并未破灭。Pacucci 说,这两个问题都可以克服,从而揭示大量遥远的类星体。最简单的方法是改变天文学家用于搜索类星体的选择标准,因为现在他们知道类星体的颜色可能与更近的星系混合在一起。
其次,像WFIRST这样的新望远镜,将在未来十年内投入使用,它们能够像哈勃一样精确地观测,将类星体与其透镜分离,但视场要大得多,因此它们可以同时搜索许多类星体。
Pacucci 和他的同事估计,宇宙初期的大部分被透镜化的类星体目前都被错过了。这需要更多的努力,但通过改变天文学家对这些类星体外观的预期,来自早期宇宙的宝贵目标可能会触手可及。














