類星體的巨大紅移
隨著科學技術的飛躍進步,越來越多的未知天體被發現。類星體是人類迄今為止觀測到的最遙遠的天體。欲知這些天體的過去和未來,還有待於人類科技的更大突破。
類星體和脈衝星、星際有機分子、微波背景輻射被並稱為20世紀60年代射電天文學的四大發現。在當時,天文學家發現了一種特殊的天體。它們在普通的光學觀測中隻是一個類似恒星的光點,而在分光觀測中,它們的譜線具有很大的紅移,又不像恒星。
這些天體統稱為“類星體”。其中,有些因不斷向外輻射無線電波,被稱為“類星射電源”;有些不輻射無線電波,但也具有很大的紅移,被稱為“藍星體”。到目前為止,經確認的各種類星體已有七千多個。
我們知道,從天體的紅移量可以得到天體遠離我們而去的速度和它們與我們的距離。而類星體的紅移量之大,使天文學家非常吃驚。據觀測,絕大多數類星體離我們遠去的速度為每秒幾萬千米至十幾萬千米,有些甚至達到每秒27萬千米的“瘋狂”速度,已達光速的90%!
類星體是人類迄今為止觀測到的最遙遠的天體,大都距地球100億光年以上。20世紀80年代初期,澳大利亞的天文學家觀測到的一個類星體距離地球竟達200億光年,也就是說,我們現在觀測到的形成這個類星體圖像的光是在200億年以前發出的!這一下子把人類對宇宙認識範圍擴大到200億光年之遙。如果真是這樣,那麽它們自身的能量比一般星係能量還大上千倍。
然而令人驚訝的是,類星體的直徑隻有普通星係的十萬分之一到百萬分之一,還不到一個光年,體積類似太陽。盡管個子如此地矮小,可它釋放出來的能量卻相當於200個星係或20萬個太陽的能量總和。類星體因而被稱為“宇宙中的燈塔”。
類星體的體積不大,卻又釋放出如此強大的能量。這按照普通的物理規律是不可思議的。經過多年的研究,專家們認為類星體可能是一個巨型恒星或許多恒星爆發後坍縮成的巨大引力場——即黑洞時產生的天體,它的能源就是黑洞或者是超新星爆發時噴射出來的氣體和物質源源不斷地流進正在形成的星係中心附近的黑洞的時候,黑洞就爆發成了一個類星體。隨著爆發的持續,它本身會變得特別明亮。事實上類星體本身就是一個星係核,由於它特別明亮,所以我們難以看到這個星係中的其他恒星。
對類星體巨大的紅移尚有多種解釋:一種是宇宙學紅移,即認為紅移是由於類星體的退行產生的,反映了宇宙的膨脹;另一種認為是大質量天體的強引力場造成的引力紅移;還有的認為是多普勒紅移。現在天文學家正在尋找和類星體有物理聯係的天體以確定類星體的距離。