类星体 什么是类星体?

科学家会发现自然界中一些不寻常的存在，这一刻总是很刺激。经过几十年的研究和证据构建，科学家们逐渐开始理解类星体的概念。

天文学家第一次意识到神秘的类星体是在20世纪60年代，当时第一架射电望远镜被设置成瞄准天空空。

到目前为止，西弗吉尼亚的绿岸射电望远镜也是世界上最大的全运动射电望远镜。天文学家已经探测到来自太阳、银河系和几颗恒星的无线电信号。然而，除了这些，科学家们还发现了一些无法解释的奇怪物体。它们很小，但亮度惊人。

也许我们看到的是黑洞扭曲的引力，或者是虫洞的白端。如果这个东西真的这么快，应该离我们很远——大约40亿光年。这样的东西可以产生相当于一个拥有1000亿颗恒星的星系的全部能量。

这个东西是怎么工作的？

天文学家已经打开了他们关于类星体的大脑。有人认为也许类星体没那么亮，也许我们对BIGBANG和宇宙大小的理解是错误的，或者我们看到的是一个驯服了我们银河系所有恒星的超级文明电厂。

20世纪80年代，天文学家开始认同活动星系理论可以解释类星体的形成。其实类星体、辉煌变种、射电星系都是一样的东西，只是观测角度不同。一种特殊的机制导致这些星系从核心发出辐射。

这是什么机制？

我们知道所有星系的中心都有一个大黑洞，其中一些星系的质量是太阳的几十亿到几百亿倍。一旦物质接近这些黑洞，就会在它们周围形成黑洞吸积盘。这个圈里物质的温度可以达到几百万度，发出大量的辐射。

黑洞周围的磁场形成双向射流，向数百万光年外的遥远星系发射大量物质。这是AGN，活跃的星系核。

当射流垂直于我们的视角时，我们看到了一个射电星系。如果喷流和我们的视角有角度差，我们看到的是类星体。如果我们看到喷气机的中心，它是一个辉煌的变种。其实都是一样的东西，只是观察角度不同。

超大质量黑洞不会一直吸收物质。如果黑洞的食物用完了，喷射能量就用完了，喷射就停止了。除非黑洞附近有东西，否则整个系统都会重启。

在我们银河系的正中心有一个超大质量黑洞。因为黑洞已经没有食物了，所以没有活跃的银河核。在其他遥远的星系中，我们生活的银河系不会呈现类星体的样子。

也许银河系在过去就已经存在，也许未来还会重现。100亿年后，银河系与仙女座星系相撞，也许到那时，我们的超大质量黑洞将获得新的物质，并以类星体的形式复活。

那么黑洞喷流的能量来自哪里呢？

著名的黑洞，令人闻风丧胆，进去也出不来，还有吞噬一切拦路物质的黑洞，在这些黑洞中，潜伏在星系中心的少数超重黑洞会以光速向外喷射粒子。

对200多个黑洞的调查发现，这些喷流比科学家预测的更猛烈。天文学家不知道是什么赋予这些喷流如此强大的力量，但通过这些最新的研究，科学家们相信粒子喷流利用了黑洞本身的旋转能量。

剑桥大学天文研究所所长安德鲁·法比安说:“这是一个非常令人兴奋的发现。人们长期以来一直在争论这种可能性。”

大约1%的超重黑洞周围有气体和尘埃吸积盘。当盘中的物质落入黑洞时，由于高热会发出明亮的光芒。每10个这样活跃的黑洞中就有一个能以99.995%的光速向外喷射粒子。天体物理学家以前同意吸积盘产生了这些喷流，但他们不知道具体的原理。

意大利国家天体物理研究所的天体物理学家加布里埃尔·吉塞利尼带领一个研究小组研究了217个明亮的黑洞。调查的关键数据来自2008年NASA费米伽马射线望远镜空。

研究小组在11月19日的《自然》在线版上公布了研究结果。他们认为吸积盘的亮度与喷流的伽马射线强度之间存在明显的线性关系。

吸积盘亮度越高，喷射力越强。

吉塞利尼说，如果计算注入宇宙的总能量，喷流发出的能量是吸积盘的10倍。所以Ghisellini认为，喷气式飞机一定有其他能源。

目前公认的喷流能量源解释是高速自旋的吸积盘含有大量带电粒子，这些带电粒子在旋转时与黑洞接触形成强大的磁场。如果黑洞在旋转，它会拖动磁场。在黑洞的旋转极上，磁场被缠绕成一个紧密的圆锥体。正是因为这种扭曲的磁场，黑洞中的粒子被加速形成喷流。整个过程的能量来源是黑洞的转动能。

吉塞利尼说，研究小组发现，喷流的功率远高于吸积盘！所以吸积盘不能单独推动喷流，黑洞本身的旋转也应该是喷流的能量来源。

吉塞利尼说，接下来，科学家将测量黑洞的自旋，看看自旋速度是否与喷流强度有关。但是，他也说，测量黑洞的自旋是非常困难的。

正文/王大才

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