測量遙遠宇宙的量尺不準了？類星體輻射公式需調整

天文學家嘗試利用宇宙極為明亮的天體，當成測量遙遠宇宙距離的「量尺」，前提是假設這些天體於不同宇宙時期，發出不同波段輻射之間，遵循相同亮度關係。然而最新研究顯示，這項關鍵假設可能並不完全成立。一條沿用近 50 年、描述超大質量黑洞周圍物質輻射行為的關係公式，會隨時間改變。但這不代表測量方法失效，而是這把丈量遙遠宇宙的「量尺」需要重新校準了。

這項結果來自「類星體」最新觀測分析。類星體 1960 年代首次辨識，天文學家在光學影像看到它們外觀如同恆星集中，卻有異常強烈輻射，因此稱為「類恆星天體」，也就是今日所稱「類星體」。觀測能力提升後，天文學家逐漸發現，類星體其實位於遙遠星系的核心，歸類為活躍星系核。這類天體能量來源，來自星系中心超大質量黑洞吞噬周圍物質。當物質被強大重力牽引向內螺旋運動，會形成高速旋轉吸積盤，釋放極強烈輻射，亮度可達整個星系數百到上千倍。因此，類星體雖距地球極為遙遠仍清楚可見，可當作測量遙遠宇宙距離的重要觀測對象。

近 50 年研究，天文學家發現，類星體不同波段輻射亮度之間，有高度穩定的對應關係，最常使用的是 X 光與紫外線亮度關係。只要量到類星體紫外線與 X 光波段有多亮，便能推算本身亮度，再與實際觀測到亮度相比，就能估計距離。因這關係假設全宇宙適用，類星體就可當成潛在「距離指標」，推估遙遠宇宙的尺度與結構。

然而，雅典國家天文台主導，發表於《皇家天文學會月刊》的最新研究指出，長期視為「放諸宇宙皆準」的 X 光與紫外線亮度關係，並非一成不變。研究發現，當宇宙年齡約現在一半，類星體 X 光相對紫外線亮度仍有相關，但對應方式與鄰近宇宙明顯不同，顯示黑洞周圍吸積物質結構與能量釋放機制，可能會隨時間變化。

為了確認這並非少數異常天體造成的偏差，團隊結合德國 eROSITA X 射線望遠鏡的最新觀測資料，以及歐洲太空總署 XMM-Newton X 射線天文台歷史資料，分析規模前所未有的類星體樣本，結果顯示這種差異是整體族群層級的系統性變化。此發現對用類星體測量遙遠宇宙距離前，假設 X 光與紫外線亮度在所有宇宙時期都是同樣關係公式這件事，必須重新檢驗與校準。