探索未解之謎

神奇的巨大紅位移

一般認為巨大紅移所代表的可能性有三種:

哈勃紅移

越遠的星係紅移效應越大;類星體是目前發現最遠的星係,它極有可能代表宇宙的邊緣或最早的宇宙。

引力紅移

就是從遠離強引力場的地方觀測,譜線會向長波的方向移動;不過需要的引力場極大(約一億個太陽質量的黑洞),同時造成的譜型與類星體的不符。

局部紅移

人們認為可能是某些星係高速噴出物質所造成之局部現象(與上述視線之超光速原理相同);支持的證據是,不少星係及類星體常成雙或成群出現,而它們之間的紅移值截然不同。反對的說法是,也有很多成群協同的類星體、星團和它們的母星係有相同的紅移量。

三者中以支持哈勃紅移理論的證據最為有力。

尋找紅移與星係相近的低紅移類星體:

以z≤0.5為範圍,果然找到不少與橢圓或漩渦星係有關而紅移相近的類星體;而高紅移星係實在太暗,無法測出,不適用此法。

雙胞胎類星體的證據:

1979年D.WMsh,R.F.Carswell和R.J.Weymann十分驚奇地發現類星休QS00957+56lA及B不但距離極近(5.7”),而且星等同樣是17等,z值同為1.4l,甚至完全相同的光譜。不由地令人懷疑他們根本是同一天體,隻是被重力透鏡影響光線偏折而呈二重像。

後來果然在類星體B旁發現了一模糊的雲霧,測量結果發現它是導致此光學二重像效應z=0.39的中介星係(介於我們與此類星體之間)。此發現意義非常重大,不但印證了愛因斯坦廣義相對論中重力透鏡的預測,同時證明紅移大(z:1.41)之類星體在紅移小(z=0.39)星係之後,更支持了哈勃紅移的理論。

重力透鏡引起的光變:

當中介星係轉動時,因為重力的作用,使其後方類星體的光度發生變化;理論上,我們能夠從觀測到的類星體光變時間及影像空間角度,去推算類星體距離,再去印證哈勃紅移所推算之距離是否正確。可惜的是,在類星體與我們之間常有無數物質,造成引力的多重影響,而不易運用此法測出,有待將來進一步的改良觀測技術。

吸收線的支持:

類星體中吸收譜線所測得的zabs與發射譜線的z值不同,通常是Zabs≤z;如果發射線z值是代表類星體的位置(距離),則其吸收線之Zabs則是類星體和我們之間大量的星際間物質吸收所造成(如La森林區,就是k線被不同距離物質吸收,所呈多重紅移之結果)。當(z—zabs)/Z至0.01,代表是類星體和我們之間許多星係外部的洞區所導致的。

除此之外,我們在高紅移類星體吸收線中找到低紅移星係(及類星體)之吸收線係統,而在低紅移星係吸收線中找不到高紅移類星體之吸收線,這能夠說明高紅移星體的確是在低紅移星係(類星體)的後麵。

另外,一種非常像類星體的怪東西,在1929年被發現並定名為BL蠍虎座天體;它的特征就是幾乎沒有特征。光度變化不規則,隻有連續光譜,測不到它的譜線(也許是太弱了)。所以,它的距離也很難定出。它那屬於非熱性之連續光譜在可見光部份比類星體陡。目前已發現100個左右。

那麽,到底類星體是個什麽樣的天體呢?它的外型像恒星,光譜像塞佛特星係,電波性質像電波星係……現在的認定是,它是宇宙在大霹靂後,最先形成的“星係”前身。但無疑的,它是一種極其活躍的天體;如果宇宙紅移理論確實是對的,那類星體對於我們宇宙將扮演極重大的角色;它代表的是最遠,最古老的宇宙。所以能從側麵反映整個宇宙的演化。也由於它高度的亮及神秘的吸收線,更是我們研究宇宙中介物質(介於我們和宇宙邊緣之間)的最佳利器。