类星体

我爱妈妈 · 发表于 2020-8-29 19:16:20

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”。
中文名类星体外文名 quasar 别称似星体、魁霎、类星射电源发现时间 1960年领域天文学简述活动星系核
目录
1 发现历程
2 命名
3 特征介绍
4 历史研究
▪ 研究测量
▪ 研究进展
▪ 研究解释
5 红移之谜
6 理论假说
▪ 建造原理
▪ 定义假说
▪ 活动星系核说
7 活动星系核模型
8 尖端成果发现历程编辑
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。
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。
类星体巨大的能量
类星体巨大的能量
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 [1] 。
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。 [2]
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。 [3]

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。 [4]
命名