类星体的存在

神秘的类星体

1960年,国外射电天文学家用当时世界上最大的射电望远镜观测到一个叫3C48的射电源,结果发现它是很暗的蓝色星。天文学上称它为类星射电源,简称类星体。

1963年,荷兰天文学家施密特又发现了与3C48相类似的天体3C273,距离我们有23亿光年。

类星体是星系级天体,光度变化大,由此可以推断其直径只有几光周、几光日甚至一光日,是普通星系的几十万,甚至几百万分之一。但辐射的光能却相当于几百个甚至上千个星系的总和,其射电能量相当于星系的10万倍以上。

类星体的红移值

根据多普勒效应,当一个天体远离我们而去时,其光谱线向红端发生位移,光波频率会降低,波长会变长;红移量越大,此天体逃逸速度越快,距离越远。恒星、星系发生这种红移现象时,移动的数值很小。可是类星体的红移量非常大,比恒星、星系的红移要大几百倍,甚至几千倍。

一个红移值高达6.68的类星体估计是在宇宙大爆炸后8亿年诞生的,它的光线在茫茫宇宙中不停地穿梭了130亿年,才到达地球被科学家们观测到。

1929年,哈勃提出红移的大小同星系与我们的距离成正比,红移越大,星系距离我们越远。类星体超大的红移表明它们极其遥远,按照哈勃定律,可以推测出这些天体远在几十亿光年,甚至上百亿光年以外。

最早发现的类星体3C273红移值仅为0.158,而它距我们也有23亿光年。类星体远离地球时的速度大得惊人。有一颗类星体OQ72的红移值为3.53,离开地球的速度每秒钟高达27万千米。类星体的亮度极为惊人,如3C373亮度为12.8星等,如果把太阳放至类星体3C373的位置上,地球上的人们根本就观测不到。

类星体的新发现

如此“小”的体积内,要蕴含多少物质才能迸发出如此惊人的巨大能量呢?这用热核反应等理论远远不能解释。有人提出引力坍缩、正反物质湮灭等释放超巨量能量等假说;有人认为,类星体中心有特大质量的黑洞,以每年若干个太阳的速率吞噬环绕它的物质;还有人认为那里每天都在爆发超新星。

更令人惊奇的是,类星体的速度居然超过了光的速度。自1977年以来,大量的测试证明,类星体3C373的内部有两个辐射源,并且它们还在相互分离,分离的速度高达每秒288万千米,是光速的9.6倍。这究竟是错觉造成的,还是宇宙中存在着超光速运动呢?

科学家们经过研究发现,类星体的发光能力极强,比普通星系要强千百倍,因此获得了“宇宙灯塔”的美名。为什么它会产生这么大的能量呢?这一问题使科学家们兴趣倍增而又大伤脑筋。因此,种种假说便接踵而来。有人认为其能源来源于超新星的爆炸,并猜测其体内每天都有超新星爆炸。还有人推测类星体中心有一个巨大的黑洞。

正在天文学家们大伤脑筋之际,又发现一些类星体光谱中,不同吸收谱线中有各不相同的红移值,这就是多重红移现象。

后来,人们又发现了几个“超光速”的类星体。迄今为止,人类普遍认为光速是不能超越的,然而上述发现又是那样的奇特,实在让人百思不得其解。

近半个世纪以来,人们进行了大量观测、深入研究,已经取得了不少成绩,然而类星体的本质仍是一个未解之谜。

拓展阅读

根据美国天文学家哈勃在1929年总结出的规律可知,红移的大小同星系与太阳系的距离成正比,红移越大,星系距离太阳系也就越远。由此,可以推算出这些类星体远在几十亿光年甚至上百亿光年之外。换句话说,在这些类星体发光的时候,我们的太阳系还未形成呢,因为太阳系只有50亿年的历史。