ULAS J1120+0641

ULAS J1120+0641是一顆報告於2011年6月29日的類星體^[1]。它是人類發現的第一顆紅移值在7以上的類星體，截至2011年9月，它是已知離地球最遠的類星體^[4]。包括美聯社在內的很多新聞報道都稱這是迄今為止在宇宙中看到的最亮的天體^[5]。但其實這種描述是錯誤的，在已知的類星體中，有的類星體比ULAS J1120+0641明亮至少100倍以上^[6]。

ULAS J1120+0641
斯隆數字巡天（Sloan Digital Sky Survey，SDSS）和英國紅外深空巡天（UKIRT Infrared Deep Sky Survey，UKIDSS）拍攝的ULAS J1120+0641照片。類星體在照片中間呈暗紅色。版權: ESO/UKIDSS/SDSS
觀測資料(曆元 J2000.0)
星座	獅子座
赤經	11h 20m 01.48s
赤緯	+06° 41′ 24.3″
紅移	7.085±0.003[1]
距離	129億光年 288.5億光年（90億秒差距）（共動距離） [2]
其他編號
ULAS J112001.48+064124.3[1]， ULAS J1120+0641[3]
參見：類星體，類星體列表
閱 論 編

發現

ULAS J1120+0641是由位於夏威夷的英國紅外線望遠鏡所進行的英國紅外深空巡天項目（UKIRT Infrared Deep Sky Survey，UKIDSS）所發現的^[7]。它的名字中ULAS是UKIDSS Large Area Survey的縮寫，J是指曆元為J2000，1120+0641指這顆類星體位於赤經11h 20m，赤緯+06° 41′的天區（屬於獅子座，位於恆星西上將附近）。ULAS J1120+0641是在波長較長、能量較低的紅外線波段發現的。而當光線從ULAS J1120+0641射出時，它是以波長短、能量高的紫外線形式發射的，但由於宇宙空間膨脹，光線的能量和波長發生改變，天體發出的光波被拉長，譜線因此出現紅移^[8]。

在發現ULAS J1120+0641之前，這個科學家小組花了數年的時間，希望找到紅移值超過6.5的類星體。而ULAS J1120+0641遠遠超過他們的期待，紅移值超過了7^[9]。由於UKIDSS只是一個近紅外線光度調查，只能判斷ULAS J1120+0641的紅移值在6.5以上^[1]。在宣佈他們的發現前，這個小組使用雙子北望遠鏡和甚大望遠鏡對它的光譜進行進一步分析，並最終確定它的紅移值為7.085±0.003^[1]。

描述

藝術家筆下的ULAS J1120+0641

ULAS J1120+0641的紅移值為7.085，這意味着它的共動距離為288.5億光年（雖然這個數值遠遠大於目前人類所能觀測到宇宙，但並非矛盾，而是因為光源自發出光後，光源本身仍在運動，這種距離叫做「共動距離」）。ULAS J1120+0641也因此超過CFHQS J2329-0301，成為迄今位置人類所知最遠的類星體^[8]。從地球上看到的來自類星體的光線是約130億年以前發出的，距大爆炸僅有7.7億年^[10]。這比CFHQS J2329-0301早了約1億年^[11]。

ULAS J1120+0641的光度估計在6.3×10¹³太陽光度。它的能量主要是通過一個質量為2（+1.5/-0.7）×10⁹太陽質量的超大質量黑洞輸出^[1][3]。

重要性

現在地球看到ULAS J1120+0641發射出的光在大爆炸理論中預言的星際介質從電中性到電離狀態過渡的時候發出。類星體可能是標誌宇宙黑暗時代結束的再電離過程中的一個重要能量來源。因此發現一個過渡期時候的類星體有重大的理論價值^[3][12]。由於類星體強烈的紫外線輻射，也被認為是研究再電離過程的最好來源。

這是科學家首次看到光譜有很大部分出現中性（非離子）氫吸收的類星體。據科學小組的首席科學家Daniel Mortlock估計，ULAS J1120+0641的紅移中10%至50%的氫都是電中性的。在其他類星體中，即使在只比它年輕1億年的CFHQS J2329-0301，中性氫很少，僅有1%甚至更少^[8]。

ULAS J1120+0641中的超大質量黑洞質量超過人們所預計的。愛丁頓極限設置了黑洞所能到達的最大範圍，因此這個在大爆炸後不久形成超大質量黑洞必須具有非常高的初始質量，或是通過成千上萬個較小的黑洞合併而成^[12]。

參見

• 類星體表

參考資料

1. Daniel J. Mortlock; Stephen J. Warren; Bram P. Venemans; et al. A luminous quasar at a redshift of z = 7.085. Nature. 2011, 474: 616–619 [2011-09-18]. Bibcode:2011Natur.474..616M. arXiv:1106.6088 . doi:10.1038/nature10159. （原始內容存檔於2011-09-01）.
2. Wright, Ned. Ned Wright's Javascript Cosmology Calculator. [1 July 2011]. （原始內容存檔於2018-09-29）.
3. John Matson. Brilliant, but Distant: Most Far-Flung Known Quasar Offers Glimpse into Early Universe. Scientific American. 2011-06-29 [2011-06-30]. （原始內容存檔於2013-11-03）.
4. Steve Warren; Daniel Mortlock; et al. Photometry of the z=7.08 quasar ULAS J1120+0641. Spitzer Proposals. 2011-05, 80114. Bibcode:2011sptz.prop80114W.
5. Jackson, Nicholas. Early Quasar Is Brightest Object Ever Found in the Universe. The Atlantic. 30 June 2011 [30 June 2011]. （原始內容存檔於2021-04-14）. ULAS J1120+0641 took the brightest object title from another quasar that wasn't formed until about 100 million years later, when the universe was 870 million years old.
6. Philip F. Hopkins, Gordon T. Richard, Lars Hernquist. An Observational Determination of the Bolometric Quasar Luminosity Function. The Astrophysical Journal Volume 654 Number 2 doi:10.1086/509629 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
7. ESO. Most distant quasar found. Astronomy Magazine. 2011-06-29 [2011-06-30]. （原始內容存檔於2011-08-23）.
8. Amos, Jonathan. 'Monster' driving cosmic beacon. BBC News. 30 June 2011 [30 June 2011]. （原始內容存檔於2021-09-11）.
9. Brown, Mark. Infancy of Universe Seen in Brightest Quasar Yet. Wired News. [30 June 2011]. （原始內容存檔於2014-01-04）.
10. Alicia Chang. Scientists discover brightest, earliest quasar. Associated Press. 2011-06-30 [2011-07-01].
11. Flock, Elizabeth. Quasar found from dawn of time. Washington Post. 30 June 2011 [30 June 2011]. （原始內容存檔於2019-06-29）.
12. Chris Willott. Cosmology: A monster in the early Universe. Nature 474, 583–584 doi:10.1038/474583a （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）

外部資料

• ESO, 最遠的類星體（圖片） （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• PhysOrg, 科學家發現最遠的類星體（動畫）

紀錄
前任者： CFHQS J2329-0301	最遙遠的類星體 2011年–2017年	繼任者： ULAS J1342+0928