黑洞绘制器在其首次南半球光学观测、协调的eROSITA X射线识别以及跨宇宙吸积黑洞的多时代跟踪中达到了里程碑。 新墨西哥州阿帕奇点天文台与智利拉斯坎帕纳斯天文台——斯隆数字天空调查（SDSS）宣布数据发布20（DR20），标志着对吸积超大质量黑洞（SMBH）研究的重大扩展。作为第五代调查（SDSS-V）的一部分，黑洞绘制器（BHM）程序为跨越宇宙时间的类星体和活动星系核（AGN）的质量、增长和物理提供了前所未有的洞察。 由BHM程序在SDSS-V中针对的DR20天文对象的天空分布。图像来源：SDSS-V，斯科特·安德森，华盛顿大学。DR20提供来自智利拉斯坎帕纳斯天文台（LCO）的南半球首个光学BOSS光谱，并伴随来自新墨西哥州阿帕奇点天文台（APO）的扩展观测。总的来说，DR20释放了超过330万份光学光谱，涵盖500,000个星系和150万个恒星，推动了与空间天文台的多波长发现。 解锁高能宇宙与eROSITA。DR20中的黑洞绘制器的一个核心亮点是SPIDERS（SPectroscopic IDentification of ERosita Sources）。通过将SDSS光学光谱与eROSITA任务的X射线天空图相结合，SPIDERS为大约200,000个X射线目标提供了光学识别和精确距离测量（红移）。这代表了有史以来最大、最均匀的X射线源光谱后续观测。虽然SPIDERS捕获了数以万计的X射线辐射星系团和能量丰富的星系系统，但绝大多数这些高能信标正在积极吸积的超大质量黑洞——称为活动星系核（AGN）或类星体。 绘制宇宙结构和黑洞人口统计X射线辐射作为信标，使天文学家能够直接观察这些巨大黑洞的中心引擎，并探测其周围的热X射线日冕。通过测量“X射线发光函数”——本质上是跟踪跨不同时期和宇宙时代有多少个黑洞的普查——科学家能够追踪超大质量黑洞的成长，从我们的宇宙邻域追溯到接近六的红移，深入早期宇宙的“宇宙黎明”。得益于SDSS和eROSITA的宽广天空覆盖，这个新数据集提供了迄今为止对最稀有、最亮的类星体的最严格限制。调查显示，早期出现了更多的巨大黑洞，并且在高红移处最亮的AGN的空间密度高于之前的预期。这揭示出，快速增长的巨大黑洞在早期宇宙中意外地普遍存在。更多“隐藏”的黑洞被发现，传统的光学和UV天空调查漏掉了大量吸积黑洞，特别是在较低的亮度和极端的距离。同时，通过计算时间累积的黑洞增长，总体研究人员发现，软X射线选择的黑洞仅占当地宇宙中总黑洞质量的一小部分。这意味着70%到90%的所有超大质量黑洞的增长发生在厚厚的尘埃和气体掩蔽后，或者在X射线甚至被抑制的阶段。 “此次发布标志着德方eROSITA财团与斯隆数字天空调查之间超过十年的联合规划和科学交流的巅峰，” eROSITA首席研究员兼BHM调查科学家安德里亚·梅尔洛尼博士说。“通过DR20，我们不仅展示了结合X射线和光学光谱数据如何为天体物理学打开新的和独特的科学视角，同时还表明大型国际且多元化的合作如何能够有效地共同努力多年以实现共同目标。” 在时间中探测类星体的内部工作。由于超大质量黑洞本身距离太远且体积紧凑，无法直接成像，BHM利用类星体在多个时间域子计划中的显著变异性：通过在从几天到几年的时间尺度上捕获目标类星体领域的快速、重复光谱，BHM延迟映射（RM）计划测量来自中心吸积盘和周围宽线区域的光线发射之间的时间延迟。这提供了对一系列红移的黑洞质量的直接几何测量。通过在重复时间段内监测数以万计的类星体，SDSS-V全类星体多时代光谱学（AQMES）计划跟踪动态变化、吸积气体流出、双超大质量黑洞候选者和戏剧性的“变化外观”类星体。SDSS-V再次看到，大自然的母亲比以前认为的更加狂野，这一点在光谱数据到来的过程中变得清晰明确。