宇宙中的四不像

趙　天

圖／NASA

話說，又到了要舉行宇宙群星聚會的日子。統(tǒng)管眾星系的宇宙之神用特殊的信號召集它手下的各大星系、星云、恒星、行星等成員，召開超遠距離的視頻會議。

“嗨，親愛的星系們、恒星們，大家好，這次我們召開宇宙視頻會議，主要是要給大家介紹我們宇宙家族的一位特殊的成員——類星體。”

宇宙之神的話引得底下的星星們炸開了鍋。大家紛紛議論，什么是類星體啊?

這時，很遠、很遠處的一個顯示器亮了，出現(xiàn)了四個很是明亮刺眼的星體斑點。

“咦!它的長相真奇怪，好像和我們挺像的。”恒星們先納悶了。

“看起來是有些奇怪，不過這只是視覺問題，因為它在照相底片上具有類似恒星的像!”宇宙之神解釋道。

“它雖然和你們有類似的像，但和你們卻有很大的區(qū)別!”宇宙之神繼續(xù)說，“接下來的一些事實，會讓你們覺得它更奇怪。我敢打賭，看完這些，你們一定會認(rèn)為，它就是宇宙中的四不像!”

它比銀河系小10萬倍

相比直徑為10萬光年的銀河系，類星體的“塊頭”只能算是侏儒級別：它的直徑還不足1光年。但就是這個怪物，它的身體里可有個可怕的東西——黑洞!科學(xué)家們普遍認(rèn)為：類星體在核心位置有一個超大質(zhì)量的黑洞，在黑洞的強大引力作用下，附近的塵埃、氣體以及一部分恒星物質(zhì)圍繞在黑洞周圍，形成了一個高速旋轉(zhuǎn)的巨大的吸積盤。在吸積盤內(nèi)側(cè)靠近黑洞視野分界的地方(也就是光剛好能在這個距離上逃逸黑洞引力的地方)，物質(zhì)掉入黑洞里，同時，黑洞周圍存在的正反物質(zhì)發(fā)生湮滅，發(fā)出巨大的能量輻射，形成物質(zhì)噴流。這種輻射一旦被人們觀測到，也就被看做是類星體發(fā)出的“光”。

它比奶河系亮一千倍

可別小看了這個小家伙發(fā)出的光，雖然它的大小不足銀河系的十萬分之一，但是它的光度卻比銀河系大一千倍!

“啊?難怪它顯得那么明亮刺眼呢!”眾星系們驚嘆。

這么強的光其實還不算什么，更厲害的是：類星體在離我們太遙遠的距離發(fā)出的光，我們還覺得很亮——這個距離可能是幾億到幾十億光年!這種距離我們最遙遠的星體，在幾十億年前發(fā)出的光還能被我們觀測到，這真是難以置信!因此，類星體又被人們稱作宇宙中的燈塔。由于相距得太遙遠，可能“燈塔”上的光被我們觀測到的時候，發(fā)出光的星體早已“老死”了，所以，類星體發(fā)出的光也常常被人們稱作“幽靈之光”!

它有神奇的超光速

我們知道，光速是宇宙中物體運動速度的極限。但是在科學(xué)家們觀測某類星體時，卻發(fā)現(xiàn)它的膨脹速度竟達到了4倍光速；而且還有人發(fā)現(xiàn)在一個類星體中，兩團噴射物質(zhì)的分離速度竟達到了9倍光速!

然而很快，新的研究表明，神奇的超光速現(xiàn)象其實只不過是視覺上的“超光速”罷了。

Ok，現(xiàn)在我們來做一個非常簡單的實驗：

在夜晚時，你用探照燈照向天空，探照燈會在云層上留下一個斑點。輕微移動你手里的探照燈，觀察探照燈照在云層上的斑點，你就會發(fā)現(xiàn)，那個斑點可迅速移動了一大截!如果將你的手變成一個能以光速移動的超級手，那么，那個斑點的移動速度在視覺上能不能超過光速就可想而知了。

同樣：當(dāng)類星體噴射出粒子流時(相當(dāng)于探照燈發(fā)出的光)，它會照在星際物質(zhì)上——比如氣體塵埃(相當(dāng)于高空的云)，從而激起電磁輻射(相當(dāng)于亮點)。

因此，只要類星體中心的粒子源有小小的移動，粒子流照射所激起的輻射區(qū)就會迅速地移動；而類星體中粒子源的移動也是非常快的(像你的超級手)。如此看來，如果兩個粒子流產(chǎn)生輻射區(qū)，它們相離的速度超過光速，就大有可能了。

然而，以上這些都還算不上是類星體最顯著的特點，最顯著的特點是它們都以瘋狂的速度在紅移!

它在瘋狂地紅移

在學(xué)習(xí)天文知識時，我們常常會見到這樣一個詞：紅移。什么是紅移呢?

形象地講便是：天體在飛速逃跑時，拽著它發(fā)出的光，將光的波長“拉長”的現(xiàn)象，就叫紅移。

光譜知識告訴我們：不同波長的光在光譜上對應(yīng)不同的顏色。短波長的光對應(yīng)著藍色，長波長的光對應(yīng)著紅色。于是，光譜按波長由短到長，它的顏色變化就是：從藍色端到紅色端。

由于宇宙在不斷地膨脹，所以看起來幾乎所有的天體都在逃離我們遠去，它們發(fā)出的光被我們連續(xù)接收到時，就會顯得波長在漸漸變長，換句話說就是：光線的光譜會慢慢地向紅端移動。這就是為什么叫“紅移”的原因。

雖然，所有天體看上去都在離我們遠去，但它們紅移的速度卻是不一樣的，一般星體的紅移速度是幾萬千米／秒，而“宇宙怪物”——類星體的紅移速度卻能達到光速的90％；27萬千米／秒!這可是一個恐怖的數(shù)字!至今，科學(xué)家們還沒有弄明白，這個怪物為什么拽著它的光線跑得那么快呢!但無論如何，強大的紅移，卻是類星體們最顯著的特點。

聽了類星體的故事，宇宙會議會員們都對這個家族的新成員感到新奇，就在大家交頭接耳，紛紛議論時，宇宙之神用手拍拍桌子：

肅靜!肅靜!好了。現(xiàn)在我宣布，本屆的宇宙會議就開到這里了。”

“可是我們還有很多關(guān)于類星體的故事和宇宙知識要向您請教呢!”眾星系們個個意猶未盡。

宇宙之神站起來，大聲地說道，“我會將更多的類星體故事和天文知識，發(fā)給《小哥白尼·趣味科學(xué)》畫報，你們可以繼續(xù)關(guān)注其中的“太空夏令營”欄目，那里會有更多更精彩的天文知識，等著你們?nèi)W(xué)習(xí)呢!”