宇宙幼年时期的无线电信标刚刚打破功率纪录。
天文学家们已经确认了TXS 2354+015,这是一个无线电星系,其光线在宇宙年龄不到12亿年时发出——大约125亿年前。以红移4.946,它是有史以来发现的第二遥远无线电星系,其射流比之前编目中的任何高红移无线电星系都更强大。
年轻星系的中心坐落着一个超大质量黑洞。落入其中的物质可以点燃一个活跃星系核,并发射双等离子体射流,这些射流撞击周围气体,并在无线电波长发光。这些“无线电响亮”系统非常罕见,尤其是在那么早的时期。它们的射流还会加热并搅动周围的气体——这种反馈是模拟所必需的,如果要匹配我们今天看到的星系数量。最极端的例子往往位于最重、最早的星系和原簇内部。
那些早期巨兽大多难以观察。尘埃和气体遮蔽了黑洞和恒星;只有无线电射流能穿透。最近的一项研究表明,在红移3.5之外的此类源中,多达90%可能在紫外线和光学光中不可见,这就是为什么它们如此难以确认。
通常的搜索方法寻找具有异常陡峭光谱的无线电源。这种方法似乎遗漏了真实种群的很大一部分。由都灵INAF天体物理天文台的Barbara Balmaverde领导的团队尝试了不同的途径。他们将Subaru的Hyper Suprime-Cam巡天的深场光学图像与无线电目录(150 MHz的TGSS和3 GHz的VLASS)匹配,并寻找中性氢在极端距离吸收星系紫外线时出现的尖锐“辍学”现象——莱曼断裂技术。他们专注于宇宙大约11亿至13亿年时的窗口。
TXS 2354+015脱颖而出。其光学光谱显示出强烈的莱曼阿尔法发射线,第二条较弱的线则将红移锁定在4.946。光学和无线电位置匹配,无线电亮度极端,且无线电与光学的比率符合真正对应体而非偶然对齐的预期。
当团队计算其固有无线电功率时,TXS 2354+015在文献中超越了所有其他已知高红移无线电星系。在500 MHz处,它超过了2008年普查中的前纪录保持者。在论文中,他们写道,它“似乎是有史以来已知的最强大无线电星系”。粗略估计,其宿主星系质量约为2万亿太阳质量——已知最亮的星系之一——尽管作者强调这个数字不确定,尤其是因为恒星种群的年龄约束很差。
该源也未能通过经典的超陡光谱阈值。通过光学辍学而不是无线电选择发现它,是标准无线电选择的证据表明不完整,并可能遗漏了早期宇宙中大量被遮蔽的无线电星系种群。
这项工作,“The quest for high-redshift radio galaxies II. Discovery of the most powerful known radio galaxy at z=4.946”,于2026年9月23日发布到arXiv。承包笑点碎碎念
