什么属于类星体类星体是类似恒星天体的简称,又称为似星体、魁霎或类星射电源类星体是宇宙中最明亮的天体,它比正常星系亮1000倍。能...
什么属于类星体
类星体是宇宙中最明亮的天体,它比正常星系亮1000倍。能量如此大的物体,类星体却不可思议地小
类星体是迄今为止人类所观测到的最遥远的天体,距离地球至少100亿光年。
所以类星体对于我们来说
是一个夜晚在星空中星星
但是这个星星
不是每个夜晚你都能看到
什么是类星体
???1990年11月10日,美国国家航空航天局宣布,美国发射的哈勃太空望远镜最近对一颗距地球数十亿光年的类星体的化学结构进行了首次观察。那么,你可知道什么是类星体呢?
类星体是一种新型的银河系以外的天体,它们的发现被誉为20世纪60年代天文学的四大发现之一。迄今为止,已发现了数千个类星体。
20世纪50年代,天文学家用射电望远镜进行观测时,发现宇宙中存在着大量的射电源,即发出很强的无线电波的天体。但是,用光学望远镜观测时,有不少射电源却找不到相对应的光学可见天体。1960年,美国天文学家马修斯和桑德奇利用口径5米的巨型望远镜,发现一个称为“3C48”的射电源对应一颗16等的暗星,其紫外辐射很强,光谱中有一些“莫名其妙”的发射线。两年后,在澳大利亚有人发现另一射电源“3C273”也对应一颗暗星。1963年,旅美荷兰天文学家施密特拍摄了这颗恒星状天体的光谱,发现其中有4条谱线相互之间的关系很像是氢元素光谱中的4条谱线。这一发现启发了马修斯等人,他们重新研究了“3C48”的光谱,证实那些“莫名其妙”的谱线原来也都是由熟悉的元素产生的,只是这一天体具有0.367的红移量。人们经过分析研究,判定它们不是银河系内的恒星,而是河外天体。
对于这种类似恒星而并非恒星的天体,人们称它们为“类星射电源”。以后,通过光学观测又发现了一些在照相底片上具有类似恒星的点状像,在它们的光谱中,发射线也有很大红移,但不发出射电波,称为“蓝星体”。蓝星体与类星射电源统称为“类星体”。
类星体的发现进一步证明了宇宙间物质的多样性,为研究银河系外天体的形成和演化规律提供了新的观测对象。根据它们在照相底片上呈现出类似恒星的点光源像,天文学家推算其星体大小不到1光年,或只及银河系大小的万分之一,甚至更小。
类星体的显著特点是具有很大的红移,即它以飞快的速度在远离我们而去。类星体距离我们很遥远,在几十亿光年以外,甚至更远,但看上去光学亮度却不弱,可见光区的辐射功率是普通星系的成百上千倍,而射电辐射功率竟比普通星系大上100万倍。
一部分天文学家认为,类星体可能并不位于由其红移值推算出的遥远距离处,而是在银河系附近。还有的人怀疑它的红移是否满足业已确立多年的哈勃定律。总而言之,对类星体的研究已构成了对近代物理学的挑战,而问题的解决,有可能使我们对自然规律的认识向前跨一大步。
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类星体是什么?
什么是类星体?
什么是类星体
20世纪60年代发现的一种新型天体,它在照相底片上具有类似恒星的像,它的光谱有巨大红移,发射出很强的无线电波。类星体的显著特点是,它在以飞快的速度远离我们而去,因此具有很大的红移。这类天体距离我们都很远,大约在几十亿光年以外,甚至更远,可看上去光学亮度却不弱。可见光区的辐射功率是普通星系的在百上千倍,而射电功率竟比普通星系大上100万倍。对类星体的发现是上个世纪60年代天文学的四大发现之一。起初,人们接收到射电波,却不知道是从哪里发射的。1960年,马修斯和桑德奇找到了射电源3C48的光学对应体,看起来它像是一颗恒星。分光观测表明,它的光它的光谱中有许多宽而强的发射线,当时未能证认出这些谱线。1963年,射电源3C273被证认为一个13星等的类似恒星的天体。M.施米特发现它的光谱与3C48的光谱很类似,并且成功地证认了3C273的谱线。结果表明,它们是地球上熟知的一些元素产生的发射线,但其红移很大,达0.158。3C48的谱线也得到了证认,红移更大,达0.367。随后,又陆续发现了一批性质类似3C48和3C273的射电源。它们在照相底片上都呈类似恒星的像,因此被称为类星射电源。光学观测表明,类星射电源的紫外辐射非常强。后来发现一些光学性质类似于3C48和 3C273的天体,但它们并不发出射电辐射。这种天体称为蓝星体。类星射电源和蓝星体被统称为类星体。到1979年已发现了1000多个类星体,其中类星射电源约300多个。
主要观测特点 ①类星体在照相底片上具有类似恒星的像,这意味着它们的角直径小于1秒。极少数类星体有微弱的星云状包层,如3C48。还有些类星体有喷流状结构。②类星体光谱中有许多强而宽的发射线,包括容许谱线和禁线。最经常出现的是氢、氧、碳、镁等元素的谱线,氦线非常弱或者不出现,这只能用氦的低丰度来解释。现在普遍认为,类星体的发射线产生于一个气体包层,产生的过程与一般的气体星云类似。类星体的发射线很宽,说明气体包层中一定存在猛烈的湍流运动。有些类星体的光谱中有很锐的吸收线,说明产生吸收线的区域里湍流运动的速度很小。③类星体发出很强的紫外辐射,因此,颜色显得很蓝。光学辐射是偏振的,具有非热辐射性质。另外,类星体的红外辐射也非常强。④类星射电源发出强烈的非热射电辐射。⑤类星体一般都有光变,时标为几年。少数类星体光变很剧烈,时标为几个月或几天。从光变时标可以估计出类星体发出光学辐射的区域的大小(几光日至几光年)。类星射电源的射电辐射也经常变化。观测还发现有几个双源型类星射电源的两子源,以极高的速度向外分离。光学辐射和射电辐射的变化没有周期性。⑥类星体的发射线都有很大红移。⑦近年来的观测表明,有些类星体还发出X射线辐射。
红移是河外天体共有的特征。因此,绝大多数天文学家认为,类星体是河外星体。红移-视星等关系的统计的结果表明:哈勃定律对于河外星系是适用的。就是说,它们的红移是宇宙学红移,它们的距离是宇宙学距离,它们的红移和视星等是统计相关的。可是,对类星体来说,红移和视星等的统计相关性很差,这就产生了两个彼此相关的问题:类星体的红移是否就是宇宙学红移,类星体的距离是否就是宇宙学的距离。大多数天文学家认为,类星体的红移是宇宙学红移。因此,红移反映了类星体的退行,而且符合哈勃定律。按照这种看法,作为一种天体类型而言,类星体是人类迄今为止观测到的最遥远的天体。持这种观点的人认为,类星体红移-视星等的统计相关性很差的原因,在于类星体的绝对星等弥散太大。如果按照一定的标准将类星体分类,对某种类型的类星体进行红移-视星等统计,则相关性便会显著提高。支持宇宙学红移的观测事实还有:已发现三个类星体分别位于三个星系团里,而这些类星体的红移和星系团的红移差不多;类星体与某些激扰星系很类似;蝎虎座BL型天体是一种在形态上类似恒星的天体,以前认为它们是银河系内的变星,现已确定,它们是遥远的河外天体。
能源和粒子加速 类星体的射电辐射无疑是同步加速辐射,光学辐射也很可能是同步加速辐射。至于类星体的红外辐射,尚有待进一步研究,但至少有一部分可能仍是同步加速辐射。如果类星体的红移是宇宙学红移,它们的光度(包括射电、红外线、可见光直至 X射线),是迄今为止观测到的辐射功率最大的天体。类星体的寿命,估计约为106年。因此,高能电子和磁场的总能量将高达1062尔格。现在普遍认为,高能电子来源于类星体的中心区域。但是,从光变资料估计出的类星体光学辐射区域的大小,只有几光日到几光年,也就是1015~1017厘米。高能电子源一定更小。因此,这里就有两个尖锐的问题:①为什么这样小的面积能发出这么巨大的能量?②高能电子产生的机制是什么?为了解释这些问题,已经提出了许多
种理论模型。一种模型是恒星碰撞,认为在类星体中心,恒星的空间密度极高,经常发生碰撞,从而释放能量。但对于碰撞释放的能量怎样转化为高能电子的能量这一点,并不清楚。由于超新星爆发时要释放大量的高能电子,就有一种观点认为,恒星碰撞后会粘合在一起,形成质量越来越大的恒星。大质量恒星迅速演化为超新星,然后爆发,释放高能电子。恒星碰撞模型要求有很大的恒星数密度,这是它的一个严重困难。另一种模型是质量约为 108太阳质量的大质量星。这种星的光度可以非常强,但能谱将是热辐射的,这又不能说明观测到的情况。另外,这种星也很不稳定。后来又提出一种有磁场而且在自转的大质量星模型,称为磁转子。磁转子是稳定的,具有很高的光度。同时,由于自转,磁力线会扭结,最终产生中性线或中性片,并导致爆发。这可用来解释类星体的光变。不过,光变应该是周期性的,这又同观测结果相矛盾。此外,还有黑洞吸积、白洞、物质-反物质湮没等模型。迄今为止,尚无一种令人满意的模型。
类星体和活动星系 活动星系(又称激扰星系)都有一个处于剧烈活动状态的核。活动星系核在许多方面都与类星体相似:体积很小;光谱中有很强的发射线;发出从射电波段到X射线波段的非热辐射;经常有光变和爆发现象等等。因此,类星体本质上可能是某种活动星系,观测到的类星体现象是星系核的活动。当然,如果类星体位于宇宙学距离,那么,它们的活动会比一般活动星系更为剧烈,功率更大。类星射电源的射电性质类似射电星系和N星系。后二者一般属于巨椭圆星系。因此,有些天文学家猜测,类星体是遥远的巨椭圆星系。就光学性质而言,类星体酷似Ⅰ型塞佛特星系。因此,现在更倾向于类星体是遥远的塞佛特星系这种看法。产生类星体的吸收线的原因可能有两种,一是吸收线产生于类星体附近的气体云,这些气体云是从类星体抛出来的。二是吸收线产生于类星体和观测者之间的某些河外天体。这些河外天体同类星体可能毫无关系。
超光速现象, 已经发现 3C345等几个类星射电源的两致密子源以很高的速度分离。如果类
星体位于宇宙学距离,两子源向外膨胀的速度将超过光速,最大的可达光速的10倍。有人认为,类星体并不位于宇宙学距离,这就根本不会出现超光速现象。但是观测发现,有一个射电星系也存在类似的超光速现象,而射电星系无疑位于宇宙学距离。可见这种看法的证据尚不充分。另一种看法认为,超光速现象是存在的。但是,为了不与相对论矛盾,认为这种现象并不反映粒子的真实运动,而是某种“假象”,因而是“视”超光速膨胀。目前,已提出好几种模型来解释视超光速现象,但都不能彻底解决问题。
什么是类星体?
类星体是什么?
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