银河系直径3倍？最亮天体、超巨大黑洞与星云(图)
（图片来源：Thirakun/stock.adobe.com）
在遥远的宇宙深处有一个天体的尺度，足以让人重新想像“巨大”究竟意味着什么。它名为“TON 618”，位于猎犬座与后发座交界附近。从地球看去，它最初只是摄影底片上一颗不起眼的淡蓝色光点，随着观测研究逐渐深入，发现这个遥远的光点竟然是一个极其明亮的类星体，其中心还藏着一个质量达数百亿倍太阳的超大质量黑洞。
令人更加惊讶的是，TON 618周围并非只有一个吞吐物质、释放强烈光芒的中心天体。在它外围，还笼罩着一片庞大的莱曼α星云，直径至少33万光年，相当于银河系直径的3倍。从一个遥远星点，到宇宙中令人难以想像的巨型结构，TON 618的真正面貌远远超出了最初的认知。
从一颗“淡蓝色星点”开始
TON 618的故事，要从1957年说起。当时，天文学家正在进行远离银河系平面的暗淡蓝星巡天观测，TON 618也在这次观测中留下了踪迹。
在墨西哥托南辛特拉天文台拍摄的照相底片上，它看起来只是一颗略带紫色、暗淡蓝色的光点。当时类星体尚未被正式发现，因此没有人知道这个不起眼的天体究竟是什么。墨西哥天文学家布劳利奥·伊里亚特与恩里克·查维拉将它收录进托南辛特拉星表，编号正是618，因此后来就有了“TON 618”这个名称。
13年后，事情出现转折。1970年，意大利博洛尼亚进行的射电巡天发现TON 618发出电波辐射。之后，玛丽－海伦·乌尔里希在麦克唐纳天文台取得它的光学光谱，从其中看到类星体特有的发射线。
当这些光谱呈现出非常高的红移时，TON 618的遥远程度才真正浮现在人们眼前。原本只存在于摄影底片上的小小光点，竟是来自宇宙深处亮度极为惊人的类星体。
黑洞质量是太阳的数百亿倍
TON 618最令人震撼的地方之一，是它中心那个超大质量黑洞。目前较新的研究认为，这个黑洞的质量是太阳的407亿倍，而较早的估算曾得到660亿个太阳质量的结果。无论采用哪一个数字，TON 618中心黑洞都属于已知质量最大的黑洞之一。
如此庞大的质量，也意味着它周围的空间尺度异常惊人。依照较新的太阳质量估计，TON 618黑洞的史瓦西半径大约为800个天文单位，相当于1200亿公里，大约为0.0127光年。换句话说，如果把这个尺度放进太阳系作比较，大小是冥王星到太阳距离的40倍。
这里的“黑洞大小”不是一般意义上的固体大小，而是以事件视界代表的尺度来理解。对TON 618而言，即使只看这个范围，也已经是一个远超太阳系尺度的宇宙巨物。
亮度竟达太阳的140兆倍
TON 618之所以能在如此遥远的宇宙中被观测到，还有另一个惊人原因，它非常明亮。TON 618的绝对星等达到−30.7，辐射功率约为4×10⁴⁰瓦，相当于太阳光度的140兆倍，是已知宇宙中最明亮的物体之一。
它的耀眼光芒来自类星体中心极为活跃的区域，作为一个类星体，TON 618被认为拥有一个位于星系中心的活动星系核，中心黑洞周围存在高速运动的高温气体与物质。这些物质在被黑洞吞噬的过程中形成吸积盘，并释放出极其强烈的辐射。也正因为中心类星体实在太亮，TON 618所在的周围星系反而被耀眼光芒掩盖，使人们难以直接从地球看见它的宿主星系。
33万光年的巨大星云
如果说TON 618中心的黑洞已经足够惊人，那么它周围另一个庞然大物，让这个天体系统更加不可思议。2021年，阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）的观测揭示了TON 618莱曼α辐射的一个重要来源，环绕类星体及其宿主星系的巨大气体云。
这片气体结构属于莱曼α团块，也就是LAB。这类天体本身就是宇宙中已知最大的星云结构之一，有些直径可达数十万光年。而TON 618周围的这片星云，直径至少达到100千秒差距，也就是33万光年。
这个尺度究竟有多大？银河系本身的尺度已经足以令人难以想像，但TON 618周围的莱曼α星云直径至少是银河系的3倍。一个遥远类星体周围，竟然包覆着一片横跨数十万光年的巨大气体结构。
两个巨大的气体区域
TON 618周围的莱曼α星云不是单纯的一团气体，这片庞大结构可以分成两个部分，内部的分子外流，以及包围在外围星系介质中的广阔冷分子气体。两者的质量都相当于500亿个太阳，而且都与TON 618中心类星体产生的射电喷流方向一致。
TON 618本身极端强烈的辐射，也让周围气体中的氢受到激发，进而在莱曼α谱线中发出明亮光芒。于是TON 618呈现出一幅极为特殊的宇宙景象，中心是一个质量达数百亿太阳的超大质量黑洞，黑洞周围则是亮度惊人的类星体，而在更广大的范围之外，又有一片直径至少33万光年的巨大气体星云。
对人类而言，TON 618或许只是一个位在星空深处、肉眼无法直接看见的遥远天体，但在宇宙的尺度里，它展现了令人难以想像的巨大与明亮。那个最初只留在老照片上的微小光点，如今已成为人类所知宇宙中最令人震撼的天体之一。