作者：黃媂

編輯：黃姤

你有沒有聽說過有一種像恒星又不是恒星的天體，這種天體指的不是褐矮星，雖然褐矮星也有像恒星又不是恒星的特征，那么這類既不是行星、褐矮星、恒星、星系的天體是一類什么天體呢？

答：這類天體叫做——類星體。

圖源：網(wǎng)絡(luò)｜圖解：類星體

這類天體是一個有著劇烈活動的星系核，從遙遠的距離觀測類星體與普通發(fā)光的恒星并沒有很大的區(qū)別，事實上類星體發(fā)出的光能夠照亮整個星系。

天文學(xué)研究宇宙的基本方式都是通過觀測天體發(fā)出的可見光，然而電磁頻譜上的可見光攜帶的信息實在是微乎其微，因此電磁頻譜上的重要信息都沒有得到最大化的研究。

無線電波是一種不可見且頻率較低的電磁波，自從有了射電望遠鏡之后，隱藏在天體中的射電源被一一發(fā)掘了出來。隨著天鵝座A的射電源被探測到之后，相繼又發(fā)現(xiàn)了眾多個射電源，為了區(qū)分這些射電源，劍橋大學(xué)以自己的大學(xué)英文名C開頭編排了一個1C射電源表。

1959年劍橋大學(xué)又發(fā)表了3C射電源表，其中包含了471個射電源，相對于2C射電源表而言，3C射電源表的射電源確定度更高，因為2C射電源表中的1936個射電源有一部分都是“偽源，只有很小一部分是真正的類星體。

圖源：網(wǎng)絡(luò)｜圖解：類星體

類星體與恒星有著不同的性質(zhì)

從可見光的波段觀測類星體與恒星并沒有明顯的不同，但是二者在光譜上卻有著顯著的差異，類星體擁有較寬的發(fā)射線，恒星只擁有普通的發(fā)射線。

第一批研究類星體的科學(xué)家感到很困惑，因為類星體的光譜很與恒星的光譜有著不一樣的光譜性質(zhì)，有部分科學(xué)家認為之所以會有較寬的發(fā)射線是因為無法判斷出光譜對應(yīng)的元素，甚至是一種尚未被發(fā)現(xiàn)的全新元素；

但是也有部分科學(xué)家認為是宇宙在不斷地膨脹，星系也會隨著空間的膨脹而遠離，探測到的光波也被拉長了，所以光譜也就出現(xiàn)了紅移。

? ? ? ? ? 舉例說明：

根據(jù)探測的結(jié)果有些星系的紅移值是0.03，而類星體3C 273的紅移值是0.158，兩者的紅移值相差了5倍之多，通過紅移值乘以光速的換算，可以得知3C 273距離地球24.4億光年，并且還在以47400米每秒的速度遠離地球，這就是宇宙膨脹導(dǎo)致3C 273遠離我們的原因。

圖源：網(wǎng)絡(luò)｜圖解：施密特在1963年用于確定類星體3C 273紅移的光譜

然而距離地球如此之遠的星體，竟然還有如此高的亮度，那么這個現(xiàn)象就不正常了，除非這個星體輻射出來的能量是無比巨大的。

隨著天鵝座A、3C 295、3C 48和3C 273等射電星體相繼被發(fā)現(xiàn)，為了給這類天體歸類，天文學(xué)家邱宏毅將這種既不是行星、褐矮星、恒星和星系的天體命名為——「類星體」。

一般的類星體擁有高亮度、紅移值較大和距離地球很遠等特征，根據(jù)光譜的數(shù)據(jù)，ULAS J1120+0641和J0313-1806這兩個類星體的紅移值達到了7，同時還說明了它們以每秒2100000的速度遠離地球，距離地球也達到了幾百億光年。其中J0313-1806距離地球300億光年，年齡大約為131億，這顆類星體形成于宇宙大爆炸后的6.7億年。

圖源：網(wǎng)絡(luò)｜圖解：紅·類星體與藍·類星體

類星體的能量來源

類星體的光源并不算大，直徑一般幾光天到幾光年，然而在這么小的區(qū)域內(nèi)輻射出的能量比直徑幾十萬光年的星系輻射出來的能量還要巨大，這種現(xiàn)象純屬是不正常的，于是科學(xué)家紛紛提出了自己的見解，比如：

• 體積龐大的巨型脈沖星；

• 兩顆大質(zhì)量恒星碰撞；

• 超新星連環(huán)爆發(fā)；

• 正反物質(zhì)洇滅；

• 白洞噴流；

當然，這些見解都是很超前的，畢竟科學(xué)家都搞不懂類星體巨大能量的來源，科學(xué)家各自持有自己的意見，對于類星體的研究也停滯不前，直到哈勃太空望遠鏡突破了這個瓶頸。

當哈勃太空望遠鏡對準類星體并拍攝到高清的圖片之后，科學(xué)家都不敢相信自己的眼睛，類星體不僅有一個明亮的吸積盤，還會向外噴發(fā)高能光束，這兩點意味著類星體與黑洞有著密不可分的聯(lián)系，黑洞分為很多種，那么是那種類型的黑洞與類星體存在著直接關(guān)系呢！

圖源：網(wǎng)絡(luò)｜圖解：活動星系核模型

黑洞是一種很極端的天體，不僅質(zhì)量很大，引力巨大也是無物能比的，黑洞和人類一樣有老有幼、有胖有瘦：

• 20倍太陽質(zhì)量以上的恒星在大爆炸后會演化成一顆質(zhì)量為5~10倍太陽質(zhì)量的小型黑洞。

• 70倍太陽質(zhì)量的黑洞稱得上恒星級中型黑洞了，銀河系中心的人馬座A*就是一顆質(zhì)量為431萬倍太陽質(zhì)量的星系級大型黑洞。

• 宇宙中比人馬座A*質(zhì)量還大的超大型黑洞比比皆是，仙女座星系中心黑洞的質(zhì)量已超過1億倍太陽質(zhì)量。

圖源：網(wǎng)絡(luò)｜圖解：黑洞

銀河系形成之后不斷吞噬小星系，人馬座A*又不斷吞并周邊的物質(zhì)增加質(zhì)量，但是銀河系是一個很普通的橢圓星系，周邊可以吸積的物質(zhì)較少，所以人馬座A*是一個溫和的黑洞，在往后的幾十億年里也會穩(wěn)定存在，不會有劇烈的活動。

河系星系就不同了，有些河系星系中心黑洞的質(zhì)量很大，引力也很強，周邊的物質(zhì)分布也很密集，這些黑洞有著劇烈的吸積活動，一旦有物質(zhì)落入了引力范圍內(nèi)就會被全部吞并成為黑洞的一部分。

河系星系中心黑洞從周邊吸積氣體塵?；蛐⌒吞祗w時，在引力的影響下物質(zhì)與物質(zhì)之間劇烈的摩擦釋放出耀眼的光芒和大量的熱量，物質(zhì)被拉扯成細絲狀并且圍繞著黑洞高速旋轉(zhuǎn)，形成一個耀眼的吸積盤。

當黑洞吸積的物質(zhì)足夠多之后會以光束的形式噴發(fā)出去，這些巨大的能量輻射形成了光束噴流柱，在黑洞強大的磁場影響下，光束噴流柱只會沿著黑洞兩極的方向噴發(fā)。

• 假如光束噴流柱對著地球的方向，那么觀測到的就是——類星體；

• 假如光速噴流柱沒有對著地球的方向，那么觀測到的就是——射電星系；

圖源：NASA｜圖解：活動星系核模型

黑洞、光束噴流柱和吸積盤是一個整體

類星體從字面上的理解是類似于恒星的天體，事實上類星體就是星系的星系核，黑洞也是星系的星系核，只能說有些星系的星系核是類星體，有些星系的星系核是黑洞，但是不能將類星體與黑洞混為一談，也不能將類星體稱作是發(fā)光的黑洞，

因為黑洞、光束噴流柱和吸積盤是一個整體，三者共同構(gòu)建成類星體，少一不可。假如黑洞只擁有吸積盤，但是沒有光束噴流柱的，這樣的天體不能稱得上是類星體，它只能算是一個正在吸積物質(zhì)的黑洞。

從本質(zhì)上來說，類星體是一個通過吸積物質(zhì)，然后再噴發(fā)能量光束的黑洞，也就是說類星體是一顆邊吃、邊吐的黑洞。

類星體并不是星系，類星體發(fā)出的光把所在星系其它恒星發(fā)出的光都覆蓋了，恒星光的亮度遠遠不如類星體的，類星體與恒星一樣都是星系的一部分。

圖源：網(wǎng)絡(luò)｜圖解：活動星系核模型·類星體

黃媂結(jié)語·類星體與星系

或許類星體是星系核早期演化的必經(jīng)階段，因為早期的星系擁有足夠多的物質(zhì)可供黑洞吸積；或許銀河系中心黑洞人馬座A*在銀河系剛剛誕生不久時就曾經(jīng)是一個類星體，隨著周邊物質(zhì)的稀缺和物質(zhì)超出了黑洞的視件事界范圍之后，沒有了物質(zhì)的吸積以及摩擦，人馬座A*不再有吸積盤和光束噴流柱了，也不再發(fā)光了。

目前探測到的類星體與地球的距離都相距甚遠，有的已經(jīng)達到了300億光年，至少的也有幾億光年，宇宙在不斷地膨脹，如此之遙的距離說明了類星體形成于星系早期，探測到的光子也是類星體很多年前發(fā)出來的，類星體的實體和地球的距離已經(jīng)變得更遠了，或許現(xiàn)今已經(jīng)不再發(fā)光了，物質(zhì)也吸積完了演變成普通的黑洞了。

圖源：PIXABAY｜圖解：類星體與星系