詹姆斯韦伯太空望远镜捕捉到遥远宇宙中惊人的类星体星系合并
该类星体是宇宙诞生不到 10 亿年(红移 z = 6.2342)时最早使用 NIRSpec 研究的类星体之一，对其的观测(同一作者在去年 5 月发表的另一项研究中已对其进行了描述)揭示了令人惊叹的高质量数据：该仪器“捕获”了类星体的光谱，每像素的不确定度不到 1%。PJ308–21 的宿主星系显示出活跃星系核 (AGN) 典型的高金属度和光电离条件，而其中一个卫星星系表现出低金属度(指比氢和氦重的化学元素的丰度)和由恒星形成引起的光电离;第二颗卫星星系的金属度更高，它被类星体部分光电离。
这项发现使天文学家能够确定系统中心超大质量黑洞的质量(约 20 亿个太阳质量)。它还证实了类星体和周围的星系在质量和金属富集方面都高度进化，并且不断增长。这对我们理解宇宙历史和星系的化学演化具有深远的影响，凸显了这项研究的变革性影响。
博洛尼亚 INAF 研究员、文章第一作者Roberto Decarli解释说：“我们的研究表明，高红移类星体中心的黑洞及其所在星系在宇宙历史的最初十亿年中就经历了极其高效和动荡的增长，这得益于这些源形成的丰富星系环境。” 这些数据是在 2022 年 9 月作为 1554 计划的一部分获得的，该计划是 JWST 第一轮观测中由意大利领导的九个项目之一。Decarli 领导该计划观察了类星体 (PJ308-21) 所在星系与其两个卫星星系的合并。
观测是在积分场光谱模式下进行的：对于每个图像像素，可以观察到整个光学波段(在源静止框架中)的光谱，由于宇宙膨胀而向透视 方向移动。这使得可以使用 3D 方法研究各种气体示踪物(发射线)。得益于这项技术，由 INAF 领导的团队检测到了不同元素的空间扩展发射，这些发射用于研究电离星际介质的特性，包括光电离辐射场的来源和硬度、金属度、尘埃遮蔽、电子密度和温度以及恒星形成率。此外，研究人员还略微检测到了与伴生源相关的星光发射。
INAF 的天体物理学家、研究员和博士后Federica Loiacono对研究结果充满热情：“多亏了 NIRSpec，我们首次能够在 PJ308-21 系统中研究光学波段，该波段富含有关类星体所在星系和周围星系黑洞附近气体特性的宝贵诊断数据。例如，我们可以看到氢原子的发射，并将其与恒星产生的化学元素进行比较，以确定星系中气体的金属含量。这些数据是首次使用 NIRSpec 在积分场光谱模式下收集的，这些数据的精简和校准经验确保了意大利社区在管理来自其他项目的类似数据方面具有战略优势。” Federica Loiacono 是 INAF JWST 支持中心 NIRSpec 数据精简的意大利联系人。
她补充道：“得益于詹姆斯·韦伯太空望远镜在近透视 和中透视 波段的灵敏度，我们能够以前所未有的精度研究遥远宇宙中的类星体和伴星系的光谱。只有詹姆斯·韦伯太空望远镜以其无与伦比的能力提供的绝佳&luo;视野&ruo;才能确保这些观测结果。” 德卡利继续说道，这项工作代表着一场真正的“情感过山车”，“需要开发创新解决方案来克服数据缩减的初始困难”。
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