生活在地球的人類雖然只有百年的壽命, 可是心裡卻想著幾十億年的宇宙故事. 拜理論跟電腦模擬之賜, 一些故事現在可以感受一下了. 這影片介紹兩銀河系碰撞的故事, 故事時間是20億年. 兩個銀河系中間都有一個黑洞也都很穩定的轉著, 模擬中顏色的亮度代表氣體的密度, 而顏色的色彩代表氣體的溫度. 當銀河系互相靠近的時候, 物質開始互相吸引, 產生第一次碰撞. 各自的銀河系的物質開始分部不均, 向各自的中心坍縮, 發射出氣體, 然後慢慢的兩個銀河系會坍在一起, 在中間形成類星體, 這時候氣體會大量噴射而出, 可以看到壯觀的爆發. 然後因為沒有氣體了星系的表示就慢慢暗下來. 很特別的故事, 像是銀河系的相遇也會曲終人散一樣. 裡面很多的劇情也都符合目前實際天文觀測的結果喔!
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1963年美國天文學家馬丁·施密特發現在3C 273的光譜中具有與 3C 48 類似的現象,通過仔細研究,他發現這些發射線實際上是人們早已熟知的氫的發射線,只不過朝著紅光的方向移動了相當長的一段距離,也就是說它們具有非常大的紅移。
由於在光學望遠鏡中觀察,類星體與普通的恆星看上去似乎沒有區別,因此得名類星體(Quasi Stellar Object,或者quasar)。
絕大多數類星體都有非常大的紅移值(用Z表示)。類星體3C273(QSO1227+02)的Z=0.158,遠遠超過了一般恆星的紅移值。有不少類星體的紅移值超過了1,有的甚至達到4以上。根據哈柏定律,它們的距離遠在幾億到幾十億光年之外。
觀測發現,有的類星體在幾天到幾周之內,光度就有顯著變化。因為輻射在星體內部的傳播速度不可能快於光速,因此可以判定這些類星體的大小最多只有幾「光日」到幾「光周」,大的也不過幾光年,遠遠小於一般的星系的尺度。
類星體最初是在無線電波段發現的,然而它在光學波段、紫外波段、X射線波段都有很強的輻射,無線電波段的輻射只是很小的一部分。
20世紀90年代中期,隨著觀測技術的提高,類星體的謎團開始逐漸被揭開。其中一個重要的成果是觀測到了類星體的宿主星系,並且測出了它們的紅移值。由於類星體的光芒過於明亮,掩蓋了宿主星系相對暗淡的光線,所以宿主星系之前並沒有引起人們的注意。直到在望遠鏡上安裝了類似觀測太陽大氣用的日冕儀一樣的儀器,遮擋住類星體明亮的光,才觀測到了它們所處的宿主星系。
越來越多的證據顯示,類星體實際是一類活動星系核(AGN)。而在同一時期,賽弗特星系和蠍虎BL天體也被證實為是活動星系核,一種試圖統一無線電星系、類星體、賽弗特星系和蠍虎BL天體的活動星系核模型逐漸受到普遍認可。
這個模型認為,在星系的核心位置有一個超大質量黑洞,在黑洞的強大引力作用下,附近的塵埃、氣體以及一部分恆星物質圍繞在黑洞周圍,形成了一個高速旋轉的巨大的吸積盤。在吸積盤內側靠近黑洞視界的地方,物質掉入黑洞里,伴隨著巨大的能量輻射,形成了物質噴流。而強大的磁場又約束著這些物質噴流,使它們只能夠沿著磁軸的方向,通常是與吸積盤平面相垂直的方向高速噴出。如果這些噴流剛好對著觀察者,就觀測到了類星體,如果觀察者觀測活動星系核的視角有所不同,活動星系核則分別表現為無線電星系、賽弗特星系和蠍虎BL天體。這樣一來,類星體的能量疑難初步得到解決。
類星體與一般的那些「平靜」的星系核不同之處在於,類星體是年輕的、活躍的星系核。由類星體具有較大的紅移值,距離很遙遠這一事實可以推想,我們所看到的類星體實際上是它們許多年以前的樣子,而類星體本身很可能是星系演化早期普遍經歷的一個階段。隨著星系核心附近「燃料」逐漸耗盡,類星體將會演化成普通的螺旋星系和橢圓星系。
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