高红移星体

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高红移类星体

Further positive contour levels increase by a factor of 2 ,The lowest contours are drawn at±0.45 mJy beam−The Gaussian restoring beam is 4.87 mas ×3.98 mas with major axis position angle PA=7.◦ 2.

命名为J1427 + 3312的类星体是2008年之前已知的最高红移的类星体(Z=6.12),当时已知的排名第二的是命名为J0836 + 0054的类星体,红移Z = 5.77。

J1427 + 3312在2007年3月11日和2007年3月3日由欧洲EVN组织利用VLBI技术分别观测到了1.6GHz和5GHz的频率。在1.6GHz它显示为双层结构。J1427385 + 331241是由McGreer等人鉴定的。其无线电光谱为陡谱。

人们观察这些最高红移的类星体是因为他们能提供宇宙最早的超大质量增长的黑洞,人们称之为“灯塔”,照亮了观察者的空间。但是目前的高红移类星体(Z> 6)存在非常少。

该图是1.6GHz的J1427+3312 VLBI图像,显示了在1.6GHz的双层结构。最低等高线为±50μJY/束,比正常的等高线水平增加了√2,峰值亮度为460μJY /束。高斯恢复束为6.2mas ×5.0mas,轴角为29°。恢复束显示在左下角的椭圆。所使用的参考校准源是J1422+3223,该位置的不确定性是0.49 MAS。

该图是5GHz的J1427+3312VLBI图像。最低等高线为±50μJY/束,比正常的等高线水平增加了√2,峰值亮度为167μJY /束。高斯恢复束为2.5mas×1.6mas,轴角为10°。恢复束显示在左下角的椭圆。

在对J1427+3312进行观测研究时,欧洲VLBI网(EVN)的各国的天线进行了七小时的观察,其中包括德国、南非、英国、意大利、波兰、瑞典、荷兰、中国等,从而为观察提供

了详细的数据,以及对数据的出来,记录的数据在荷兰的联合研究所 (JIVE)进行相关。

第二高红移类星体是J0836 + 0054,红移z = 5.77。Frey等人在2003年和2005年也与EVN观测了频率在1.6GHz和5GHz的VLBI图像,很明显它的无线电光谱也是陡峭。人们推测,这两个类星体是众所周知的千兆赫兹峰值能谱(Gigahert Peak Spectrum,GPS)源和致密徒谱(Compact Steep Spectrum,CSS),事实上GPS和CSS的无线电光谱也是陡谱。

高红移类星体

J0836 + 0054是2003年之前发现的最遥远无线电类星体,利用VLBI技术天文学家在2003年11月4日发现了5GHz频率源,与VLA共同观测从而确定了J0836 + 0054的天体位置,其不确定性为2MAS。该天体的得到是欧洲EVN 在世界各地的观测点包括在Effelsberg(德国),哈特比斯特胡克(南非),MEDICINA(意大利),南山(中国),诺托(意大利),Onsala(瑞典),佘山(中国)和韦斯特博克(荷兰)等地进行了7.5个小时的观测,在荷兰的联合研究所 (JIVE)进行相关。该类星体采用利用J0836 + 0052作为相位参考校准器,由ICRF和VLBA测得的不确定性分别为0.7 MAS和1.3 MAS。

J0836+0052在5-GHz的VLBI图像。最低等高线为±0.3μJY/束,比正常的等高线增加了2。峰值亮度为218 MJY/束。高斯恢复束为8.0mas×5.7mas,轴角为71°。恢复束显示在左下角的椭圆。

J0836+0052在1.6-GHz的VLBI图像。最低等高线为±0.25MJY/束。比正常的等高线增加了√2,峰值亮度为1.418 MJY/束。

Eddington认为在没有被引力透镜作用的情况下J0836 + 0054中央黑洞的的质量估计为M =4.8×109M⊙,但显然被重力透镜化,这将导致被10倍或者更高倍率的过高估计它的黑洞质量。

引力透镜:是由于引力场源对位于其后的某个天体发出电磁辐射所产生的汇聚和多重成像效应。因为类似于凸透镜的汇聚效应,所以命名为引力透镜。引力透镜效应是爱因斯坦的广义相对论所预言的一种现象,由于失控在大质量的天体附近会发生畸变,会使光线在大质量天体附近产生弯曲。如果大质量天体存在观测者到光源之间,则光源的两侧会形成两个像,就像一面透镜存在观测者和天体之间,这种现象称之为引力透镜效应。

(注)高红移AGN星体

射电源SDSS J102623.61 + 254259.5(J1026 + 2542)是目前已知的最遥远的高红移最明亮AGN星体之一,其红移z=5.3,研究其星体的人员在2006年利用双频观测到了1.7GHz 的图像,并在2013年利用欧洲VLBI网(EVN)重新观测了5GHz和1.71.7GHz的图像。这是当时发现的Z> 5的blazar天体。最新的VLBI图片显示其核心温度为2.3×1012 K。

Blazar天体属于活动星系核(AGN),分为BLLAC和FSRQ。已知的blazar天体的数量在逐年上升,然而在高红移(Z> 5)的数量仍然很少。在J1026 + 2542发现之前,已知的最遥远的是Romani等人在2004年发现的J0906 + 6930(z = 5.47),第二个就在2012和2013年Sbarrato等人发现的J1026 + 2542(z = 5.266),最近,人们认为被Frey等人发现的J1146 + 4037(Z = 5.01)也属于blazar天体。这是目前已知的所有三个红移Z> 5的高红移blazar天体。

SDSS J102623.61 + 254259.5(J1026 + 2542),在2012年被Sbarrato根据它的光谱能量分布和X射线光谱,确定为第二遥远的blazar天体。它的中央黑洞的质量被估计为(2 - 5)×109M⊙,喷流的洛伦兹因子Γ=14。在2013年Sbarrato等人利用核光谱望远镜阵列(Nuclear Spectroscopic Telescope Array,NuSTAR)加强了数据Γ≈13。最新的VLBI数据观测是在2013年5月28日观测的5GHz及2013年6月4日观察的1.7GHZ的数据,利用欧洲VLBI网(EVN),相比于早期Helmboldt 等人在2007年利用美国VLBI网进行的观测实践跨度为2677天(7.33年)。

J1026 + 25425GHz在2013年5月28日的观测使用了EVN在全球十四个射电望远镜包括Effelsberg(德国),Jodrell(英国),MEDICINA,诺托(意大利),Onsala(瑞典),Toru'n(波兰),Yebes(西班牙),Badary,Svetloe,Zelechukskaya(俄罗斯),Hartebeesthoek (南非),佘山,乌鲁木齐(中国),以及WSRT(荷兰)等地,项目编号为EF024A。与此同时,对频率1.7GHz的观测在同时进行,项目编号为EF024B,除了 Yebes其他十三地的射电望远镜参与了此次观测。数据的相关皆是在荷兰的联合研究所进行的。

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