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ULAS J1120+0641 は、 2011 年に発見された当時、既知のクエーサーの中で最も遠いものでしたが、2017 年にULAS J1342+0928にその記録を破られました。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] ULAS J1120+0641 (投影共動距離288.5 億光年[注 1 ] ) は、赤方偏移z = 7 を超えるクエーサーとして初めて発見されました。[ 7 ]その発見は 2011 年 6 月に報告されました。[ 1 ] [注 2 ]
ULAS J1120+0641 は、ハワイにあるUK 赤外線望遠鏡を使用したUKIRT 赤外線深宇宙サーベイ(UKIDSS)によって発見されました。[ 10 ]この天体の名前は、UKIDSS 広域サーベイ (ULAS)、クエーサーを発見したサーベイの名前、および赤経 (11 時間 20 分) と赤緯 (+06° 41') で表されるクエーサーの天球上の位置に由来しています。これにより、クエーサーはしし座にあり、天球面上でσ Leoに近い位置にあります。このクエーサーは、可視光よりも波長が長くエネルギーが低い赤外線波長で動作する望遠鏡によって発見されました。ULAS J1120+0641 から最初に光が放出されたときは、可視光よりも波長が短くエネルギーが高い紫外線でした。光のエネルギーと波長の変化は、宇宙の膨張によるものであり、宇宙を通過するすべての光に宇宙論的赤方偏移をもたらします。 [ 11 ]
科学者チームは、 赤方偏移が6.5より大きいクエーサーをUKIDSSで何年もかけて探してきた。ULAS J1120+0641は、彼らが期待していたよりもさらに遠く、赤方偏移は7より大きい。[ 12 ]
UKIDSSは近赤外線測光サーベイなので、元の発見は測光赤方偏移のみでした。[ 1 ]発見を発表する前に、チームはジェミニ北望遠鏡と超大型望遠鏡の分光法を用いて分光赤方偏移を求めた。7.085 ± 0.003 . [ 1 ]
ULAS J1120+0641の赤方偏移は7.085と測定されており、これは地球からの共動距離が288億5000万光年に相当する。[注1 ] 2011年6月現在 これはこれまで観測された中で最も遠いクエーサーである。[ 11 ]このクエーサーは、ビッグバンから7億7000万年以内、つまり約130億年前に、今日地球で観測される光を放出しました。 [ 13 ]これは、これまで知られていた最も遠いクエーサーからの光よりも1億年も前のことです。[ 14 ]
クエーサーの光度は推定で6.3 × 10¹³太陽光度。このエネルギー出力は、推定で超大質量ブラックホールによって生成されます。2 +1.5 −0.7 × 10 9太陽質量。[ 1 ] [ 3 ]ブラックホールがクエーサーのエネルギー源である一方、光はブラックホール自体から発せられているわけではない。ULAS J1120+0641 の発見を発表した論文の筆頭著者である Daniel Mortlock 氏は、「超大質量ブラックホール自体は暗いが、その周囲にはガスや塵の円盤があり、それが非常に高温になっているため、銀河全体の星よりも明るく輝いている」と説明した。[ 11 ]
ULAS J1120+0641からの光は、理論的に予測された銀河間物質の電気的に中性から電離状態への遷移（再電離の時代）の終了前に放出された。クエーサーはこの過程において重要なエネルギー源であった可能性があり、この過程は宇宙の暗黒時代の終わりを告げるものであったため、遷移前のクエーサーを観測することは理論家にとって非常に興味深い。[ 3 ] [ 15 ]クエーサーは紫外線光度が高いため、再電離過程を研究するのに最適な光源の一つでもある。
科学者がスペクトルに中性（非電離）水素吸収がこれほど大きな割合を占めるクエーサーを観測したのは今回が初めてです。モートロックは、ULAS J1120+0641の赤方偏移における水素の10%から50%が中性であると推定しています。観測された他のすべてのクエーサー（わずか1億年若いものも含む）の中性水素の割合は、通常1%以下でした。[ 11 ]また、スペクトルにはBBN以外の金属の有意な兆候もありませんでした。中性水素の測定値と金属の欠如の組み合わせは、クエーサーが形成中の原始銀河に埋め込まれており、おそらく銀河の最初の種族III星を生成しているか、あるいはこの銀河の種族III恒星集団より前に、原始水素の霧の中に埋め込まれた原始銀河前核であることを示唆しています。[ 16 ]
ULAS J1120+0641 の超大質量ブラックホールは、予想よりも質量が大きい。エディントン限界はブラックホールが成長できる最大速度を規定するため、ビッグバン後間もなくこのような大質量ブラックホールが存在するということは、数千個の小さなブラックホールの合体によって非常に高い初期質量で形成されたか、あるいは標準宇宙論モデルの見直しが必要であることを示唆している。[ 15 ]
J1120+0641は、宇宙が8億7000万歳になった約1億年後に形成された別のクエーサーから、最も明るい天体の称号を引き継いだ。
