长沙皮肤医院在哪里:(图文) 类星体发现大水源　为地球140兆倍

(图文)类星体发现大水库　为地球140兆倍
今日新闻网    2011-08-02 00:26:05
水，无所不在。为了进行在宇宙中找水的研究，两组美国加州理工学院的天文学家对同一颗类星体下功夫，在这颗遥远的类星体上，他们发现了一座超极大的水库。类星体是宇宙中最亮和活动最为勐烈的天体，而这座水库是人类有史以来所发现最大、最遥远的水源。

这是一幅示意图，显示一颗类似于APM 08279+5255的类星体，其由黑洞驱动。最近天文学家在其周遭发现大量水汽成分。
研究人员所发现的这批大量水汽(不是汽水)，质量至少有全世界海洋总量的140兆倍，等于10万颗太阳质量，如果能取回一部分这些水的话，不知道地球上还需担心缺水问题?只不过，这些水比天边还远，在300亿兆英里以外。
因为类星体极为遥远，它发出的光，也要120亿年才能抵达地球。因此，这些观测所显示的也就是宇宙大约在16亿岁时的资料。这颗类星体最特别之处在于，它周围是被「质量非常大」的水环绕着。研究人员说，「我们的观测显示出，整个宇宙中，水无处不在，即便是非常早期的宇宙也不例外。」和这颗类星体相关的发现，将发表于2011年8月号的「天文物理通讯」(Astrophysical Journal Letters)。

类星体的能量，是由一个巨大黑洞所供应，黑洞持续消耗掉周围气体和尘埃盘，负责吃进气体和尘埃，类星体则会把大量的能量喷出来。这颗两组天文学家都在研究的类星体，名字叫做APM 08279 5255，裡面内藏着一颗大黑洞，质量等于200亿个太阳，产出的能量更高达1000兆个太阳。
天文学家本来就预计在早期宇宙中应该有水汽存在，所以这回发现水，并不算让他们太意外。我们的银河系裡也有水汽，虽然总质量只有这颗类星体的1/4000，这是因为银河系的水大多结成了冰，以冰的形式存在。
这颗类星体气温偏暖，摄氏零下53度
水汽是一种微量气体，也是让我们了解这颗类星体性质如何的一件很重要的事情。在这个特殊的类星体裡，水汽以气体状态分佈在黑洞周围，经计算，整个区域约宽达几百光年(1光年大约是6兆英里)。此外，这些水汽还告诉我们另一件事情：如果以天文学的标準来看，算起来，在那颗类星体那边的气体温度偏暖，并且密度偏高。虽然那一团气体已达摄氏零下53度，相当冷，而且和地球大气层相比，密度还只有300兆分之一，不过拿它来和银河系的平均温度和密度相比，还是比较暖活了5倍，且密度高了大约10至100倍。(银河系在宇宙中算是相当典型的一个星系。)
水汽又仅是该颗类星体四周的各种气体其中之一而已，它的存在表示这颗类星体还持续以X射线和红外线辐射为气体进行轰炸式泡澡服务，从辐射和水汽之间的相互作用，可以显示出气体的属性，也能看出类星体对它有何影响。例如，分析水汽便能显示辐射如何加热其他气体成分。此外，测量水汽和其他譬如一氧化碳之类的分子，还显示出那裡的气体似乎足够餵养黑洞继续成长，直到成为现今6倍大。当然，后续是否果真会如此发展，并非绝对那么明确，因为，天文学家说，有些气体最终可能会凝结，成为恆星，也有可能被类星体弹出来消散掉。
两个团队研究同一颗类星体，其中的B团(由Bradford领军)从2008年开始使用加州理工学院口径10米的次毫米波望远镜(CSO)，透过望远镜上Z-Spec光谱仪进行相关观测。CSO建造于1986年，位于夏威夷大岛毛纳基山山顶上，服役满30年之后，即将于2016年除役。
國外最新天文研究 : 找到大水庫~在外太空300億兆英里遠的地方~
Huge Reservoir of Water Discovered in Space 30 Billion Trillion Miles Away
水，無所不在。
為了進行在宇宙中找水的研究，兩組美國加州理工學院的天文學家對同一顆類星體下功夫，在這顆遙遠的類星體上，他們發現了一座超極大的水庫。類星體是宇宙中最亮和活動最為猛烈的天體，而這座水庫是人類有史以來所發現最大、最遙遠的水源。
研究人員所發現的這批大量水汽（不是汽水），質量至少有全世界海洋總量的140兆倍，等於10萬顆太陽質量，（如果能取回一部分這些水的話，不知道地球上還需擔心缺水問題嗎？）只不過，這些水比天邊還遠，在300億兆英里以外。
因為類星體極為遙遠，它發出的光，也要120億年才能抵達地球。因此，這些觀測所顯示的也就是宇宙大約在16億歲時的資料。這顆類星體最特別之處在於，它周圍是被「質量非常大」的水環繞著。研究人員說：「我們的觀測顯示出，整個宇宙中，水無處不在，即便是非常早期的宇宙也不例外。」和這顆類星體相關的發現，將發表於2011年8月號的「天文物理通訊」(Astrophysical Journal Letters)。
類星體的能量，是由一個巨大黑洞所供應，黑洞持續消耗掉周圍氣體和塵埃盤，負責吃進氣體和塵埃，類星體則會把大量的能量噴出來。這顆兩組天文學家都在研究的類星體，名字叫做APM 08279 5255，裡面內藏著一顆大黑洞，質量等於200億個太陽，產出的能量更高達一千兆個太陽。
天文學家本來就預計在早期宇宙中應該有水汽存在，所以這回發現水，並不算讓他們太意外。我們的銀河系裡也有水汽，雖然總質量只有這顆類星體的1/4000，這是因為銀河系的水大多結成了冰，以冰的形式存在。
水汽是一種微量氣體，也是讓我們了解這顆類星體性質如何的一件很重要的事情。在這個特殊的類星體裡，水汽以氣體狀態分佈在黑洞周圍，經計算，整個區域約寬達幾百光年（1光年大約是6兆英里）。此外，這些水汽還告訴我們另一件事情：如果以天文學的標準來看，算起來，在那顆類星體那邊的氣體溫度偏暖，並且密度偏高。雖然那一團氣體已達攝氏零下53度，相當冷，而且和地球大氣層相比，密度還只有300兆分之一，不過拿它來和銀河系的平均溫度和密度相比，還是比較暖活了5倍，且密度高了大約10至100倍。（銀河系在宇宙中算是相當典型的一個星系。）
水汽又僅是該顆類星體四周的各種氣體其中之一而已，它的存在表示這顆類星體還持續以X射線和紅外線輻射為氣體進行轟炸式泡澡服務，從輻射和水汽之間的相互作用，可以顯示出氣體的屬性，也能看出類星體對它有何影響。例如，分析水汽便能顯示輻射如何加熱其他氣體成分。此外，測量水汽和其他譬如一氧化碳之類的分子，還顯示出，那裡的氣體似乎足夠餵養黑洞繼續成長，直到成為現今六倍大。當然，後續是否果真會如此發展，並非絕對那麼明確，因為，天文學家說，有些氣體最終可能會凝結，成為恆星，也有可能被類星體彈出來、消散掉。
兩個團隊研究同一顆類星體，其中的B團（由Bradford領軍）從2008年開始使用加州理工學院口徑10米的次毫米波望遠鏡（CSO），透過望遠鏡上Z-Spec光譜儀進行相關觀測。(CSO外觀如圖，建造於1986年，位於夏威夷大島毛納基山山頂上，服役滿30年之後，即將於2016年除役。)Z-spec是一個高靈敏度的光譜儀，在極低溫下工作，溫度必須保持近絕對零度，誤差不得多於攝氏0.06度。它是在電磁頻譜中的「毫米波段」進行測量，毫米波段在整個電磁波譜中位置介於紅外線和微波波段之間。研究人員說，若不是Z -spec的光譜範圍比當時其他光譜儀多出了10倍，或許就不能有這次重要的發現。隨後他們又用位於美國南加州的「毫米波天文學聯合研究陣列」(CARMA)，以電波望遠鏡進行後續追蹤觀測。
團長Bradford說，這次發現讓我們認識到以「毫米／次毫米波」波段進行觀測的優勢，這是近30年來發展非常迅速的天文研究領域。為了使研究潛力得以充分發揮，包括本篇研究報告作者Bradford在內的一群研究人員，正在智利的阿塔卡瑪沙漠設計興建即將取代CSO的第二代25米望遠鏡:CCAT。藉由測量水的存在和其它重要的微量氣體，可以發現宇宙中早期的星系、也可以研究這些原始星系的組成成分。
兩個研究同一顆類星體的另一團，L團隊 (由Dariusz Lis領軍，他是加州理工學院物理學資深副研究員兼任CSO副臺長)，所使用的則是法國阿爾卑斯地區的「布爾高原干涉儀」（Plateau de Bure Interferometer）來找水。L團隊一直在APM 08279 5255的頻譜上尋找氟化氫的影蹤，2010年時，偶然發現，在這個類星體的光譜上出現一個顯示著水的存在的訊號。該訊號的頻率對應到水從較高能階躍遷至較低能階時發出的輻射。雖然L團只在單一頻率裡發現一個信號，但光譜較寬的Z-spec光譜儀，讓B團在較多頻率中發現水汽所發出的多種電波信號。B團隊便是藉由水在各種頻率中的多種躍遷，更確定這顆類星體周圍氣體的物理特性，以及大如10萬顆太陽的水的質量。（來自外太空類星體的水，包裝成一罐罐「水汽飲料」，應該很搶手吧？）(Lauren譯）
位於夏威夷毛納基山頂，口徑10.4米的加州理工學院次毫米波望遠鏡(CSO)，即將於2016年除役。圖片來源：caltech/ CSO
讀R團隊的論文

藝術家筆下繪出類似像 APM 08279 5255這麼一個正在餵食黑洞的類星體。氣體和塵埃形成圓環，圍繞著位置在正中央的那個黑洞，上方和下方都有帶電的氣體雲。天文學家在這團氣體中發現大量水汽。圖片來源：NASA / ESA
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