在一个安静的夜晚,我发现了一个超大质量黑洞

作为沙特阿拉伯最早的女天文学家之一,我很自豪能成为这一发现的一部分(下文详述),我希望我能为其他女性学习天文学树立一个好榜样。我梦想在沙特阿拉伯建立一个研究小组,并与国际研究人员合作,继续从事像这样惊人的项目。虽然这是我的希望,但我永远不会忘记在我们浩瀚宇宙中发现新事物的感觉。今年早些时候,在一个安静的周日晚上,我和同事杰克发现了已知宇宙中增长最快的超大质量黑洞。很幸运成为今年天文学领域最伟大发现之一的团队一员。这个超大质量黑洞,是我们太阳质量的200亿倍,距离地球125亿光年。

  • 一个活跃的超大质量黑洞,也被称为类星体,位于星系中心,图片:NASA

博科园-科学科普:它每百万年膨胀1%,每两天吞噬相当于太阳的质量,官方称其为SMSS J215728.21-360215.1,但我们称之为饥饿怪兽。“我们”是由澳大利亚国立大学天文学家克里斯蒂安·沃尔夫博士和他的团队领导的一个小组,其中包括来自墨尔本大学的两名研究生杰克·汉和我。我和杰克是第一个看到这只饥饿怪物的人,星期天晚上午夜过后,我们坐在墨尔本大学物理学院的办公室里,在澳大利亚新南威尔士州的赛丁斯普林斯天文台遥控着一台2.3米的望远镜。通常情况下,我们至少要提前3个月被告知下一次的观察活动。这让我们有时间得到目标(类星体候选)的列表,并确保我们的计算机和与望远镜的通信线路准备就绪,因为我们所有观测都是远程进行的。

但这一次,我们只被告知前一天晚上,也就是星期六。所以在取消了所有的周末计划,并为推迟原定的乡村之旅,向我的孩子们道歉之后,我们准备在第二天晚上3点到5点之间观察天空。我们的项目(SkyMapper高红移类星体搜索)的主要目标是在南方天空早期宇宙中找到类星体,并研究它们的特征。我们用来寻找类星体候选者的数据来自于南方天空调查(SMSS),该调查正在构建一个全面的南方天空数字调查。SMSS发布的最新数据包括3亿个对象。为了得到我们感兴趣的候选对象列表,我们的团队使用算法搜索大量的信息,找到符合我们标准的对象,比如它们的亮度和颜色。在得到可能的候选名单后,必须确认它们是否是类星体,为此我们在ANU望远镜上使用光谱仪。

  • 由哈勃广域和行星摄像机2(WFPC2)拍摄的明亮类星体。图片:NASA

我们在墨尔本的电脑上远程检查望远镜上的仪器,然后输入坐标来跟踪物体,小心避免出现可能损坏望远镜的大错误。一旦我们在视野中有了目标,我们就必须告诉望远镜屏幕上的许多物体中哪一个是我们感兴趣的。然后,望远镜就会收集我们需要的光谱来确定这个物体是否是类星体,如果是的话,是什么样的类星体。在这个特别的周末,沃尔夫博士在周日下午准备好了候选名单,包括12个极有可能成为高红移类星体的目标,我们感到自信。但首先,有一点很重要,那就是要知道天文学家们不喜欢在我们的天空中看到一些东西:满月,云,雨。任何一种都可能阻止我们进行精确的观测,甚至使望远镜的圆顶无法打开。

那天晚上,在花了几个小时准备望远镜之后,那是一个又圆又亮的月夜。这是我们第一次试着在满月时观测,有半个晚上我们都没做什么。但是,在夜晚的后半段,月亮离开了我们感兴趣的区域,开始制定我们的目标清单。就在这时我们发现了那个饥饿的怪物,无法立即从望远镜的视野中分辨出来,因为它看起来就像天空中的其他亮点。但当我们开始分析光谱仪时,我们意识到发现了一些特别的东西。有很多情绪,兴奋,惊喜,但是尽管我们知道发现是特别的,直到第二天才发现它确实是一个高红移类星体。剩下的那一周,沃尔夫博士分析了数据,做了处理工作,确认了它的新特性,让我们知道饥饿怪物实际上是一个全新的发现。

  • 斯丁温泉市的Skymapper望远镜,图片:James-Gilbert/Flickr

到目前为止,那个周日晚上是我职业生涯的亮点。但是很多人都做了很多准备。团队成员创建了尽可能最好的目标列表,杰克和我花了好几年时间接受观察员训练,学习如何远程操作望远镜,并有效地分析所有这些数据。作为沙特阿拉伯最早的女天文学家之一,我很自豪能成为这一发现的一部分,我希望我能为其他女性学习天文学树立一个好榜样。我梦想在沙特阿拉伯建立一个研究小组,并与国际研究人员合作,继续从事像这样惊人的项目。虽然这是我的希望,但我永远不会忘记在我们浩瀚宇宙中发现新事物的感觉。


博科园-科学科普|文:墨尔本大学/Noura Alonzi

博科园-传递宇宙科学之美