20世紀60年代天文學四大發現

郭紅鋒

類星體

類星體，顧名思義是類似恒星的天體，但又不是恒星。說它類似恒星，是指它在望遠鏡里呈現一個小點，很像一顆恒星;說它不是恒星，是指它的光度類似一個星系發出的總光度。長期以來，它讓天文學家感到困惑不解。

早在20世紀60年代，美國天文學家艾倫·桑德奇用帕羅馬天文臺5米口徑的光學望遠鏡找到了射電源星表中的一個目標（編號3C48）的光學對應體，并發現3C48的光譜中有一些又寬又亮的發射線。后來，人們陸續觀測同一星表中的另一些射電源也發現：它們的光學體都很小（跟恒星差不多），但它們的亮度都非比尋常。1963年，美國天文學家馬丁·施密特測出這些天體的光譜和已知的射電源星系的光譜相同，只不過在紅光方向移動了相當大的一段距離，也就是說它們的紅移都非常大。

紅移是膨脹的結果，3C48的紅移換算到退行速度可達光速的1/3，這說明它是距離我們非常遙遠但又非常明亮的天體。因此，科學家把這種在光學上形態像恒星，但本質又不是恒星的天體，命名為類星射電源（QuasistellarRadio Source，簡稱Quasar類星體）。

類星體是人類迄今觀測到的非常遙遠的天體（距離地球可達100億光年以上），其超常的亮度即使在100億光年以外也能被觀測到。科學家根據目前觀測到的信息認為，類星體是一類離地球最遠、能量最高的活動星系核。

脈沖星

脈沖星的發現要歸功于英國劍橋大學的女研究生喬伊斯·貝爾嚴謹細致的工作態度、敏銳和堅持不懈的探究精神。因為在她之前，也曾有人遇到過這種信號，但卻被當做干擾信號忽略了，與脈沖星的發現失之交臂！

1967年，喬伊斯·貝爾使用3.7米的射電天線做研究時，需要從大量的記錄中搜集有用的數據。在辨識記錄數據時，她發現狐貍星座有一顆星發出一種非預期但有規律的脈沖信號（脈沖是一種類似脈搏那樣不連續但有一定周期性的信號）。這個脈沖的周期非常短（1.337秒），但很穩定。

起初，喬伊斯·貝爾和她的導師休伊什教授都以為是外星人（當時有科幻小說把外星人描述為“小綠人”）發來的聯絡信號，但在接下來半年左右的時間里，喬伊斯·貝爾又陸續發現了來自不同方向的多個類似的脈沖信號，但這不可能是相距那么遠的外星人同時向地球發同樣的信號。后來他們確認這是一類未知的天體，并根據它的特點取名為脈沖星（Pulsar）。后來證實這就是早期物理學家們預言過的中子星。

脈沖星的發現是天文學上的一件大事，對現代物理學的發展產生了深遠影響，為人類探索自然開辟了新的領域，并于1974年獲得諾貝爾獎。

星際有機分子20

19世紀初，天文學家的觀測就表明星際空間不是一片真空。但星際物質中90% 以上是非常稀薄的氣體，星際空間溫度又很低（通常在零下200攝氏度以下），用光學望遠鏡根本觀測不到。1944年，荷蘭天文學家范德胡斯特用理論推斷氫原子在星際間的活動會發射21厘米波長的射電波。果然在1951年，天文學家用射電望遠鏡探測到了這種輻射。 隨后，科學家們又用射電望遠鏡探測到了羥基（OH）、氨（NH3）、水、甲醛（HCHO）等分子。截至目前，科學家已經陸續發現了100多種星際分子，其中大多數是有機分子。

星際有機分子的發現使人類對星云及恒星的演變過程有了更深層的理解，同時也增大了地球以外生命存在的可能性，因此這一發現被譽為“20世紀60年代天文學的四大發現”之一。

宇宙微波背景輻射

20世紀60年代初，美國貝爾實驗室的彭齊亞斯和威爾遜利用靈敏度很高的喇叭筒式接收天線，在工作中發現了一些出乎預料的噪音，便想盡辦法進行排除。他們甚至懷疑鴿子在天線內留下的糞便是這些噪音的元兇，因而在1965年初，把天線全部拆開，進行了一次徹底清理。然而，所有的努力都不能消除這種神秘的、來自天空各個方向、性質相同的噪音。

正在這時，他們聽說普林斯頓大學狄克教授領導的小組正在研究“宇宙早期是否留有殘余的輻射”這一課題。狄克小組甚至已經建造了一臺低噪音的天線，著手去測量這種輻射。經過合作討論，他們一致得出結論：揮之不去的噪音正是普林斯頓研究小組打算要尋找的“宇宙微波背景輻射”。

宇宙背景輻射是20 世紀天文學的一項重大成果，對宇宙學的研究具有深遠影響。這雖然是偶然的發現，但與他們精湛的技術和科學探索上鍥而不舍的精神是分不開的。彭齊亞斯和威爾遜因此榮獲1978年諾貝爾物理學獎。

問題1：你了解20世紀60年代天文學四大發現的最新進展嗎？

問題2：你知道哪個望遠鏡觀測到的脈沖星最多嗎？

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