天文学家发现迄今为止距离最远的一对合并类星体

天文学家发现了一对合并类星体，它们出现在宇宙大爆炸后仅 9 亿年。这不仅是迄今为止发现的最远的合并类星体，也是宇宙历史时期(称为“宇宙黎明”)中第一对被证实的合并类星体。

宇宙黎明发生于大爆炸后约 5000 万年至 10 亿年之间。

在此期间，第一批恒星和星系开始出现，黑暗的宇宙首次充满光明。

第一批恒星和星系的到来开启了宇宙形成的新纪元，即“再电离时代”。

再电离时代发生在宇宙黎明时期，是宇宙学的一个转变时期。

大约从宇宙大爆炸后 4 亿年开始，来自第一批恒星、星系和类星体的紫外线散布到整个宇宙，与星系间介质相互作用，并在被称为电离的过程中剥离宇宙原始氢原子的电子

再电离时代是宇宙历史上的一个关键时代，标志着宇宙黑暗时代的结束，并为我们今天在当地宇宙中观察到的大型结构埋下了种子。

为了了解类星体在再电离时代所扮演的确切角色，天文学家有兴趣寻找和研究这个早期遥远时代的类星体。

爱媛大学天文学家松冈芳树博士说：“再电离时代类星体的统计特性告诉了我们很多事情，例如再电离的进程和起源、宇宙黎明期间超大质量黑洞的形成以及类星体宿主星系的最早演化。”

在再电离时期，人们已经发现了大约 300 个类星体，但没有发现任何一对类星体。

直到松冈博士和他们的团队在查看用斯巴鲁望远镜上的超级超主相机拍摄的图像时，一片淡淡的红色引起了他们的注意。

“在筛选类星体候选者的图像时，我注意到两个相似的、极其红色的光源相邻。这一发现纯属偶然，”松冈博士说。

作者不确定它们是否是一对类星体，因为遥远的类星体候选者受到了许多其他来源的污染，例如前景恒星和星系以及引力透镜的影响。

为了确认这两个物体(分别名为 HSC J121503.42-014858.7 和 HSC J121503.55-014859.3)的性质，他们使用斯巴鲁望远镜上的暗淡物体相机和光谱仪 (FOCAS) 以及双子座北望远镜上的双子座近红外光谱仪 (GNIRS) 进行了后续光谱分析。

利用 GNIRS 获得的光谱将光源发射的光分解为其组成波长，对于表征类星体对及其宿主星系的性质至关重要。

松冈博士说：“我们从 GNIRS 观测中了解到，这些类星体太暗，无法在近红外波段探测到，即使使用地面上最大的望远镜之一也无法探测到。”

这使得天文学家估计，在光学波长范围内探测到的一部分光不是来自类星体本身，而是来自其宿主星系中正在进行的恒星形成。

他们还发现这两个黑洞都是巨型黑洞，每个黑洞的质量都是太阳的 1 亿倍。

再加上两个类星体之间存在气体桥，表明它们和它们的宿主星系正在经历大规模合并。

松冈博士说：“人们早就预料到再电离时期会存在合并类星体。现在这才首次得到证实。”

这一发现发表在《天体物理学杂志快报》的一篇论文中。