似星體

似星體(Quasars, QUASi-stellAR objects)是位於靠近已知宇宙的邊緣的一種天體。

基本介紹

• 中文名：似星體
• 發現時間：1963年

簡介

在1963年發現似星體時，天文學家為這些星體的光線能跨越數十億光年而來到地球深感震驚，因為那表示似星體必須發出巨大的能量。這些 能量是從何而來呢？很多天文學家多相信似星體的中心有一個巨大的黑洞，將大量掉入的氣體、塵埃與星球轉換成巨大的能量。在這一系列由哈伯太空望遠鏡所提供的似星體影像中，可以清楚地看到它們具有像亮星一樣的繞射十字星芒。中間與右邊兩行的影像，透露出似星體與星系的碰撞與合併有關。那是因為星系碰撞時所產生的大量殘渣，剛好可以用來餵食飢餓的黑洞。

發現及命名

20世紀六十年代，天文學家在茫茫星海中發現了一種奇特的天體，從照片看來如恆星但肯定不是恆星，光譜似行星狀星雲但又不是星雲，發出的射電(即無線電波)如星系又不是星系，因此稱它為“似星體”。^[4]類星體的發現，與宇宙微波背景輻射、脈衝星、星際分子並列為20世紀60年代天文學四大發現。

1960年天文學家們發現了射電源3C 48的光學對應體是一個視星等為16等的恆星狀天體，周圍有很暗的星雲狀物質。令人不解的是光譜中有幾條完全陌生的譜線。1962年，又發現了在射電源3C 273的位置上有一顆13等的“恆星”。使天文學家同樣困惑的是其光譜中的譜線也不尋常。

特點

似星體的顯著特點是具有很大的紅移，表示它正以飛快的速度在向地球遠離。類星體離地球很遠，大約在100億光年以外，可能是所發現最遙遠的天體，天文學家能看到類星體，是因為它們以光、無線電波或x射線的形式發射出巨大的能量。

主要觀測特點

①似星體在照相底片上具有類似恆星的像，這意味著它們的角直徑小於1″。極少數類星體有微弱的星雲狀包層，如3C48。還有些類星體有噴流狀結構。
②似星體光譜中有許多強而寬的發射線，包括容許譜線和禁線。最經常出現的是氫、氧、碳、鎂等元素的譜線，氦線非常弱或者不出現，這只能用氦的低豐度來解釋。普遍認為，類星體的發射線產生於一個氣體包層，產生的過程與一般的氣體星雲類似。類星體的發射線很寬，說明氣體包層中一定存在猛烈的湍流運動。有些類星體的光譜中有很銳的吸收線，說明產生吸收線的區域裡湍流運動的速度很小。
③類星體發出很強的紫外輻射，因此，顏色顯得很藍。光學波段連續光譜的能量分布呈冪律譜形式，為輻射強度，v為頻率，α為譜指數，常大於零。光學輻射是偏振的，具有非熱輻射性質（見熱輻射和非熱輻射）。另外，類星體的紅外輻射也非常強。
④類星射電源發出強烈的非熱射電輻射。射電結構多數呈雙源型，少數呈複雜結構，還有少數是緻密的單源，角直徑小於0″.001，未能分辨開。緻密源的位置通常都與光學源重合。射電輻射的頻譜指數α平均為0.75。一般，α>0.4的稱陡譜；α<0.4的稱平譜。陡譜射電源多數是雙源；平譜射電源多數是緻密單源，它們的厘米波段輻射特彆強。
⑤類星體一般都有光變，時標為幾年。少數類星體光變很劇烈，時標為幾個月或幾天。從光變時標可以估計出類星體發出光學輻射的區域的大小（幾光日至幾光年）。類星射電源的射電輻射也經常變化。觀測還發現有幾個雙源型類星射電源的兩子源，以極高的速度向外分離。光學輻射和射電輻射的變化沒有周期性。
⑥類星體的發射線都有很大紅移。迄今為止，觀測到的最大紅移為3.53（OQ 172）。對於有吸收線的類星體來說，吸收線紅移z吸一般小於發射線紅移z發。有些類星體有好幾組吸收線，分別對應於不同的紅移，稱為多重紅移。例如，類星體PHL 957的發射線紅移為2.69，吸收線紅移有五組：2.67、2.55、2.54、2.31、2.23。
⑦觀測表明，有些類星體還發出X射線輻射。

研究進展

現所知最遠的類星體，約150億光年。2001年，美國宇航局(NASA)的科學家們發現了由18個類星體組成的類星體星系，這是發現的規模最大的類星體星系，距離地球65億光年。[2]2003年，以色列特拉維夫大學和美國哈佛大學的科學家在1月23日出版的《自然》(Nature)雜誌上宣布發現了類星體周圍存在暗物質暈的證據。[2]2006年，歐洲科學家稱發現神秘罕見的“孤兒”類星體。2007年，科學家首次發現十分罕見的類星體三胞胎。2008年，科學家發現罕見的可以製造X射線的類星體。2011年科學家用哈勃望遠鏡揭開了一個神秘天體的面紗。2007年，一位德國生物老師在夜空中發現神秘綠色天體，距地球約6.5億光年，被稱為漢妮天體。原來這是個已經死亡的類星體。漢妮天體（Hanny’s Voorwerp，Voorwerp是荷蘭語中“物體”的意思），可以說是宇宙中最神秘的天體之一。但2011年1月10日美國天文學會第217次會議上公開的哈勃太空望遠鏡拍攝到的精細照片和X光觀測數據，終於揭開了漢妮天體的神秘面紗。由許多地面和太空望遠鏡拍攝到的原始圖像表明，漢妮天體是一團巨大的炙熱氣體。天文學家推測，漢妮天體所發出的光，來自於一個名為IC2497的相鄰星系的輻射。科學家認為，IC2497的核心里有一個巨大的黑洞，曾經吞噬掉了各種氣體和星體，並釋放出兩股相反的炙熱氣體和高能輻射。這種活躍的星系也被稱為類星體。當類星體發出的輻射擊中氣體雲時，就會激發氧原子，使氣體雲發出綠色的光芒。美國耶魯大學的天文學家Kevin Schawinski在進行了X光觀測之後發現，這個類星體已經不再活躍了，這可能是因為它中央的黑洞已經沒有“食物”可吃了。但科學家們認為，這個類星體死亡不久，因為漢妮天體還仍然在發光。鑒於IC2497的光需要幾萬年才能抵達漢妮天體，因此天文學家推測類星體應該是在不到20萬年前熄滅的。這也意味著，它熄滅的速度要比科學家想像的快得多。2010年4月由哈勃望遠鏡觀測到的最新圖像也證實了死亡類星體的假說。值得一提的是，那次觀測發現了漢妮天體里有一些年輕的恆星群，它們中的有些年齡不會超過100萬歲。