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在一個安靜的夜晚,我發現了一個超大質量黑洞

作為沙烏地阿拉伯最早的女天文學家之一,我很自豪能成為這一發現的一部分(下文詳述),我希望我能為其他女性學習天文學樹立一個好榜樣。我夢想在沙烏地阿拉伯建立一個研究小組,並與國際研究人員合作,繼續從事像這樣驚人的項目。雖然這是我的希望,但我永遠不會忘記在我們浩瀚宇宙中發現新事物的感覺。今年早些時候,在一個安靜的周日晚上,我和同事傑克發現了已知宇宙中增長最快的超大質量黑洞。很幸運成為今年天文學領域最偉大發現之一的團隊一員。這個超大質量黑洞,是我們太陽質量的200億倍,距離地球125億光年。

一個活躍的超大質量黑洞,也被稱為類星體,位於星系中心,圖片:NASA

博科園-科學科普:它每百萬年膨脹1%,每兩天吞噬相當於太陽的質量,官方稱其為SMSS J215728.21-360215.1,但我們稱之為飢餓怪獸。「我們」是由澳大利亞國立大學天文學家克里斯蒂安·沃爾夫博士和他的團隊領導的一個小組,其中包括來自墨爾本大學的兩名研究生傑克·漢和我。我和傑克是第一個看到這隻飢餓怪物的人,星期天晚上午夜過後,我們坐在墨爾本大學物理學院的辦公室里,在澳大利亞新南威爾士州的賽丁斯普林斯天文台遙控著一台2.3米的望遠鏡。通常情況下,我們至少要提前3個月被告知下一次的觀察活動。這讓我們有時間得到目標(類星體候選)的列表,並確保我們的計算機和與望遠鏡的通信線路準備就緒,因為我們所有觀測都是遠程進行的。

但這一次,我們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計劃,並為推遲原定的鄉村之旅,向我的孩子們道歉之後,我們準備在第二天晚上3點到5點之間觀察天空。我們的項目(SkyMapper高紅移類星體搜索)的主要目標是在南方天空早期宇宙中找到類星體,並研究它們的特徵。我們用來尋找類星體候選者的數據來自於南方天空調查(SMSS),該調查正在構建一個全面的南方天空數字調查。SMSS發布的最新數據包括3億個對象。為了得到我們感興趣的候選對象列表,我們的團隊使用演算法搜索大量的信息,找到符合我們標準的對象,比如它們的亮度和顏色。在得到可能的候選名單後,必須確認它們是否是類星體,為此我們在ANU望遠鏡上使用光譜儀。

由哈勃廣域和行星攝像機2(WFPC2)拍攝的明亮類星體。圖片:NASA

我們在墨爾本的電腦上遠程檢查望遠鏡上的儀器,然後輸入坐標來跟蹤物體,小心避免出現可能損壞望遠鏡的大錯誤。一旦我們在視野中有了目標,我們就必須告訴望遠鏡屏幕上的許多物體中哪一個是我們感興趣的。然後,望遠鏡就會收集我們需要的光譜來確定這個物體是否是類星體,如果是的話,是什麼樣的類星體。在這個特別的周末,沃爾夫博士在周日下午準備好了候選名單,包括12個極有可能成為高紅移類星體的目標,我們感到自信。但首先,有一點很重要,那就是要知道天文學家們不喜歡在我們的天空中看到一些東西:滿月,雲,雨。任何一種都可能阻止我們進行精確的觀測,甚至使望遠鏡的圓頂無法打開。

那天晚上,在花了幾個小時準備望遠鏡之後,那是一個又圓又亮的月夜。這是我們第一次試著在滿月時觀測,有半個晚上我們都沒做什麼。但是,在夜晚的後半段,月亮離開了我們感興趣的區域,開始制定我們的目標清單。就在這時我們發現了那個飢餓的怪物,無法立即從望遠鏡的視野中分辨出來,因為它看起來就像天空中的其他亮點。但當我們開始分析光譜儀時,我們意識到發現了一些特別的東西。有很多情緒,興奮,驚喜,但是儘管我們知道發現是特別的,直到第二天才發現它確實是一個高紅移類星體。剩下的那一周,沃爾夫博士分析了數據,做了處理工作,確認了它的新特性,讓我們知道飢餓怪物實際上是一個全新的發現。

斯丁溫泉市的Skymapper望遠鏡,圖片:James-Gilbert/Flickr

到目前為止,那個周日晚上是我職業生涯的亮點。但是很多人都做了很多準備。團隊成員創建了儘可能最好的目標列表,傑克和我花了好幾年時間接受觀察員訓練,學習如何遠程操作望遠鏡,並有效地分析所有這些數據。作為沙烏地阿拉伯最早的女天文學家之一,我很自豪能成為這一發現的一部分,我希望我能為其他女性學習天文學樹立一個好榜樣。我夢想在沙烏地阿拉伯建立一個研究小組,並與國際研究人員合作,繼續從事像這樣驚人的項目。雖然這是我的希望,但我永遠不會忘記在我們浩瀚宇宙中發現新事物的感覺。

博科園-科學科普|文:墨爾本大學/Noura Alonzi

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