简介
在1963年发现似星体时,天文学家为这些星体的光线能跨越数十亿光年而来到地球深感震惊,因为那表示似星体必须发出巨大的能量。这些 能量是从何而来呢?很多天文学家多相信似星体的中心有一个巨大的黑洞,将大量掉入的气体、尘埃与星球转换成巨大的能量。在这一系列由哈伯太空望远镜所提供的似星体影像中,可以清楚地看到它们具有像亮星一样的绕射十字星芒。中间与右边两行的影像,透露出似星体与星系的碰撞与合并有关。那是因为星系碰撞时所产生的大量残渣,刚好可以用来喂食饥饿的黑洞。
发现及命名
20世纪六十年代,天文学家在茫茫星海中发现了一种奇特的天体,从照片看来如恒星但肯定不是恒星,光谱似行星状星云但又不是星云,发出的射电(即无线电波)如星系又不是星系,因此称它为“似星体”。类星体的发现,与宇宙微波背景辐射、脉冲星、星际分子并列为20世纪60年代天文学四大发现。
1960年天文学家们发现了射电源3C 48的光学对应体是一个视星等为16等的恒星状天体,周围有很暗的星云状物质。令人不解的是光谱中有几条完全陌生的谱线。1962年,又发现了在射电源3C 273的位置上有一颗13等的“恒星”。使天文学家同样困惑的是其光谱中的谱线也不寻常。
特点
似星体的显著特点是具有很大的红移,表示它正以飞快的速度在向地球远离。类星体离地球很远,大约在100亿光年以外,可能是目前所发现最遥远的天体,天文学家能看到类星体,是因为它们以光、无线电波或x射线的形式发射出巨大的能量。
主要观测特点
①似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″。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似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。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。光学波段连续光谱的能量分布呈幂律谱形式,为辐射强度,v为频率,α为谱指数,常大于零。光学辐射是偏振的,具有非热辐射性质(见热辐射和非热辐射)。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。射电结构多数呈双源型,少数呈复杂结构,还有少数是致密的单源,角直径小于0″.001,至今都未能分辨开。致密源的位置通常都与光学源重合。射电辐射的频谱指数α平均为0.75。一般,α>0.4的称陡谱;α<0.4的称平谱。陡谱射电源多数是双源;平谱射电源多数是致密单源,它们的厘米波段辐射特别强。
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。迄今为止,观测到的最大红移为3.53(OQ 172)。对于有吸收线的类星体来说,吸收线红移z吸一般小于发射线红移z发。有些类星体有好几组吸收线,分别对应于不同的红移,称为多重红移。例如,类星体PHL 957的发射线红移为2.69,吸收线红移有五组:2.67、2.55、2.54、2.31、2.23。
⑦观测表明,有些类星体还发出X射线辐射。
研究进展
目前所知最远的类星体,约150亿光年。2001年,美国宇航局(NASA)的科学家们发现了由18个类星体组成的类星体星系,这是发现的规模最大的类星体星系,距离地球65亿光年。2003年,以色列特拉维夫大学和美国哈佛大学的科学家在1月23日出版的《自然》(Nature)杂志上宣布发现了类星体周围存在暗物质晕的证据。2006年,欧洲科学家称发现神秘罕见的“孤儿”类星体。2007年,科学家首次发现十分罕见的类星体三胞胎。2008年,科学家发现罕见的可以制造X射线的类星体。2011年科学家用哈勃望远镜揭开了一个神秘天体的面纱。2007年,一位德国生物老师在夜空中发现神秘绿色天体,距地球约6.5亿光年,被称为汉妮天体。原来这是个已经死亡的类星体。汉妮天体(Hanny’s Voorwerp,Voorwerp是荷兰语中“物体”的意思),可以说是宇宙中最神秘的天体之一。但2011年1月10日美国天文学会第217次会议上公开的哈勃太空望远镜拍摄到的精细照片和X光观测数据,终于揭开了汉妮天体的神秘面纱。由许多地面和太空望远镜拍摄到的原始图像表明,汉妮天体是一团巨大的炙热气体。天文学家推测,汉妮天体所发出的光,来自于一个名为IC2497的相邻星系的辐射。科学家认为,IC2497的内核里有一个巨大的黑洞,曾经吞噬掉了各种气体和星体,并释放出两股相反的炙热气体和高能辐射。这种活跃的星系也被称为类星体。当类星体发出的辐射击中气体云时,就会激发氧原子,使气体云发出绿色的光芒。美国耶鲁大学的天文学家Kevin Schawinski在进行了X光观测之后发现,这个类星体已经不再活跃了,这可能是因为它中央的黑洞已经没有“食物”可吃了。但科学家们认为,这个类星体死亡不久,因为汉妮天体还仍然在发光。鉴于IC2497的光需要几万年才能抵达汉妮天体,因此天文学家推测类星体应该是在不到20万年前熄灭的。这也意味着,它熄灭的速度要比科学家想象的快得多。2010年4月由哈勃望远镜观测到的最新图像也证实了死亡类星体的假说。值得一提的是,那次观测发现了汉妮天体里有一些年轻的恒星群,它们中的有些年龄不会超过100万岁。