宇宙之中有這樣一種天體,它們看上去體積很小,都只是一個光點(diǎn),和恒星很難區(qū)別,卻有極亮的表面,發(fā)出的光極其強(qiáng)烈,是宇宙中最亮的天體,且光譜呈現(xiàn)巨大的紅位移量,這種天體后來被天文學(xué)家冠以“類星體”這個名字。
那么到底類星體是個什么樣的天體呢 ?當(dāng)前一般認(rèn)為是,它是宇宙在大爆炸后,最先形成的“星系”前身,是一種非?;钴S的天體;如果宇宙紅移理論確實(shí)是對的,那類星體對于宇宙的形成及演變將扮演極重大的角色,它代表的是最遠(yuǎn)最古老的宇宙,因此能從側(cè)面映現(xiàn)整個宇宙的演化。
類星體到底是什么樣子呢?雖然人類望遠(yuǎn)鏡能看到它,但并不能清晰地觀察到其細(xì)節(jié)狀況,所以在類星體被發(fā)現(xiàn)后的二十余年時間里,人們眾說紛紜,陸續(xù)提出了各種類星體模型,試圖解釋類星體的能源疑難。比較有代表性的有以下幾種:
1.類星體是由巨大黑洞主導(dǎo)的天體,其中心是一個巨大的黑洞,它不斷地吞噬周圍的物質(zhì),并且輻射出巨大能量,從而發(fā)出強(qiáng)光。
2.類星體就是白洞。與黑洞一樣,白洞同樣是廣義相對論預(yù)言的一類天體。與黑洞不斷吞噬物質(zhì)相反,白洞則不斷的輻射出能量和物質(zhì),而類星體就是白洞。
3.也有物理學(xué)家認(rèn)為類星體的能量來源于宇宙中的正反物質(zhì)的湮滅,宇宙是由物質(zhì)和反物質(zhì)組成的,在宇宙正反物質(zhì)的交匯點(diǎn)上,其交匯時將產(chǎn)生巨大的能量 。
4.也有人認(rèn)為類星體就是巨型的脈沖星。之所以發(fā)強(qiáng)光是由于磁力線的扭結(jié)造成的能量的噴發(fā)。
類星體的絕對星等Mv在-25-- -33等之間,可推論出其光度是宇宙最亮的天體,而且這種天體上存在超光速現(xiàn)象,某些類星體中分立的子電波源間出現(xiàn)分離的相對速度居然快過光速,超光速運(yùn)動現(xiàn)象!例如3C273,1977年到1980年時,由巨大天線陣(VLA)的無線電波波段觀測結(jié)果顯示,其分立兩子電波源間分離速度高達(dá)11倍光速,對此一般認(rèn)為是由類星體中心母體噴出兩股相反方向的粒子流,它照在星際介質(zhì)上,從而激起電波輻射。
類星體體積雖然小,可能只有銀河系的百萬分之一,但質(zhì)量卻很大,我國天文學(xué)家曾觀察到宇宙中最亮的類星體,該類星體光度是太陽光度的430萬億倍,相當(dāng)于整個銀河系一千五百億顆恒星總光度的千倍以上,其距離地球128億光年,中心黑洞質(zhì)量約為120億個太陽質(zhì)量,而銀河系中心黑洞的質(zhì)量也只有400萬個太陽的質(zhì)量。
隨著近些年來的天文學(xué)研究,已有越來越多的證據(jù)顯示,類星體實(shí)際是一類活動星系核。而普遍認(rèn)可的一種活動星系核模型認(rèn)為,在星系的核心位置有一個超大質(zhì)量黑洞,在黑洞的強(qiáng)大引力作用下,附近的塵埃、氣體以及一部分恒星物質(zhì)被吸附在黑洞周圍,形成了一個高速旋轉(zhuǎn)的巨大吸積盤。在吸積盤內(nèi)側(cè)靠近黑洞視界的地方,種種物質(zhì)被吸入黑洞里,同時被強(qiáng)大引力拉成了分子態(tài),原子態(tài)、甚至更小物質(zhì)的狀態(tài),同時輻射出巨大的能量,形成了物質(zhì)噴流和強(qiáng)光。而強(qiáng)大的磁場又約束著這些物質(zhì)噴流只能夠沿著磁軸的方向旋轉(zhuǎn),通常是與吸積盤平面相垂直的方向高速噴出。如果這些噴流剛好對著觀察者,就能觀測到類星體。
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