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类星体(类似恒星的天体)quasar

作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2021-08-05

类星体,天文学名词,是类似恒星天体的简称,又称为似星体、魁霎或类星射电源,与脉冲星、微波背景辐射和星际有机分子一道并称为20世纪60年代天文学“四大发现”。长期以来,它总是让天文学家感到困惑不解。
类星体是人类观测到的非常遥远的天体,高红移的类星体距离地球可达到100亿光年以上。类星体是一种在极其遥远距离外观测到的高光度天体,80%以上的类星体是射电宁静的。类星体比星系小很多,但是释放的能量却是星系的千倍以上,类星体的超常亮度使其光能在100亿光年以外的距离处被观测到。
据推测,在100亿年前,类星体数量更多。类星体是一类离地球最远、能量最高的活动星系核。类星体与脉冲星、微波背景辐射和星际有机分子一度被称为20世纪60年代天文学“四大发现”。


发现历程
1960年,美国天文学家艾伦·桑德奇用一台5米口径的光学望远镜找到了剑桥射电源第三星表上第48号天体(3C 48)的光学对应体。他发现3C 48的光谱中,在一个奇怪的位置上有一些又宽又亮的发射线。之后,人们对剑桥第三电波星表中(3C)一些不知意义、模糊的无线电波源,陆陆续续有下列的发现:
①它们的光学体很小(光学直径<1"),和恒星很难区别:从帕罗马天文台5m望远镜所拍照片中显示,它和恒星一样,都只是一个光点。
②它们有极亮(非比寻常的亮)的表面:在可见光及无线电波波段都有此特性。④它们的光谱是连续光谱及强烈的发射谱线。


氢原子光谱 
氢原子光谱

 



在1962/63年,由 M.Schmidt 测出这和那些已知的电波星系光谱相同。
事实上,测得的光谱主要有三部分:由同步辐射造成的非热性连续光谱;吸积作用造成极明亮的发射谱线;星际介质造成的吸收谱线。它们的光谱呈现巨大的红位移量(位移指数Z=△λ/λ)。因此由哈勃定律推论,它们是极远的蓝色星系,可见光绝对亮度超过一般正常星系的100倍,而电波强度和CygA星系相当。
到此阶段的探查将之冠上类星体Quasar之名(或谓类星电波源 Quasistellar Radio Source)。
1963年荷兰裔美国天文学家马丁·施密特发现在3C 273的光谱中具有与3C 48类似的现象,他发现这些发射线实际上是人们早已熟知的氢的发射线,只不过朝着红光的方向移动了相当长的一段距离,也就是说它们具有非常大的红移,使得谱线不易证认。循着红移这条线索,再去分析3C 48的光谱,得出它的红移量还要更大。


类星体巨大的能量 
类星体巨大的能量


设想红移产生于宇宙空间膨胀效应,那么3C 273和3C 48都有很大的退行速度,分别达光速的1/6和1/3。对于这种在光学照片上的形态像恒星,但是其本质又迥然不同的天体,天文学家把它们命名为类星射电源。由于在光学望远镜中观察,类星体与普通的恒星看上去似乎没有区别。
1965年 A.Sandage 发现许多类星体,它们的光学性质和类星电波源相同;都有紧密的结构,极亮的表面及蓝的颜色;但它们却没有辐射无线电波(或许太微弱,而没被探测到)。它们的形态也很像恒星,而且也有很大的红移,但是没有射电辐射,被称为射电宁静类星体 。
因此可将它们分为两类:
类星电波源QSR's:能用光学及电波段测出,这类比较少,占类星体总数的1/20。
类星体QSO's(或称电波宁静类星体):电波较弱,只能以光学测出。
类星体代表的是同一种天体,只不过有的电波辐射强度不同;科学家相信,具有强烈电波辐射的类星体可能是类星体“一生”中处于短暂的“发高烧”阶段的产物。因此,称之为类星电波源(quasars)或类星体(quasistellar objects)都可以;有必要时,再注意它有没有辐射电波即可。在可见光及电波波段的天空搜寻中,数千个类星体已被发现;例如 M.P. Veron-Cetty 及 P.Veron(1989)作的星表目录中有4,170个类星体,A.Hewit t和 G.Burbidge(1987)所出星表中3,570个附有红移资料的类星体。
2011年11月8日,借助哈勃空间望远镜,天文学家们首次拍摄到围绕遥远黑洞存在的盘状构造。
2013年1月自斯隆数字巡天项目的数据,一个国际天文学家小组发现一个创纪录的类星体集群结构,其延伸超过40亿光年。所谓类星体即一类年轻的活动星系。该项研究的第一作者,英国中央兰开夏大学天文学家罗杰·克洛斯(Roger Clowes)表示:“这项发现很大程度上是一个惊喜,因为它着实突破了我们所知晓的宇宙中最大结构的尺度。”相比之下,我们所在的银河系直径不过仅有数十万光年,而银河系所处的上一级结构,即室女星系团,其延伸也仅有数亿光年而已。
2015年03月03日,中国天文学家为主的科研团队发现了一颗距离地球128亿光年、430万亿倍太阳光度、中心黑洞质量约为120亿个太阳质量的超亮类星体。这是人类目前已观测到的遥远宇宙中发光最亮、中心黑洞质量最大的类星体。
2015年5月,据国外媒体报道,借助位于夏威夷的凯克天文台,马克斯·普朗克天文研究所的天文学家于第一次发现了4个类星体齐聚的场景,这4个活跃的黑洞彼此距离非常接近。该研究团队由天文学家约瑟·汉纳威(Joseph Hennawi)领导。据介绍,这4个类星体位于遥远宇宙空间的一个超大质量结构中,环绕其周围的是一个巨大的由冷却密集气体组成的星云。由于这种现象出现的概率只有千万分之一,宇宙学家或许需要重新考虑类星体演化的模型,以及超大质量结构如何形成的问题。有关的研究结果发表在2015年5月15日的《科学》(Science)杂志上。


命名
灰尘环绕的类星体被发现 
灰尘环绕的类星体被发现


20世纪六十年代,天文学家在茫茫星海中发现了一种奇特的天体,从照片看来如恒星但肯定不是恒星,光谱似行星状星云但又不是星云,发出的射电(即无线电波)如星系又不是星系,因此称它为“类星体”。
类星体的发现,与宇宙微波背景辐射、脉冲星、星际分子并列为20世纪60年代天文学四大发现。
1960年天文学家们发现了射电源3C 48的光学对应体是一个视星等为16等的恒星状天体,周围有很暗的星云状物质。令人不解的是光谱中有几条完全陌生的谱线。
1962年,又发现了在射电源3C 273的位置上有一颗13等的“恒星”。使天文学家同样困惑的是其光谱中的谱线也不寻常。

Tags:类星体,天文学,quasar  
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