20世紀(jì)60年代天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)

郭紅鋒

類(lèi)星體

類(lèi)星體，顧名思義是類(lèi)似恒星的天體，但又不是恒星。說(shuō)它類(lèi)似恒星，是指它在望遠(yuǎn)鏡里呈現(xiàn)一個(gè)小點(diǎn)，很像一顆恒星;說(shuō)它不是恒星，是指它的光度類(lèi)似一個(gè)星系發(fā)出的總光度。長(zhǎng)期以來(lái)，它讓天文學(xué)家感到困惑不解。

早在20世紀(jì)60年代，美國(guó)天文學(xué)家艾倫·桑德奇用帕羅馬天文臺(tái)5米口徑的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡找到了射電源星表中的一個(gè)目標(biāo)（編號(hào)3C48）的光學(xué)對(duì)應(yīng)體，并發(fā)現(xiàn)3C48的光譜中有一些又寬又亮的發(fā)射線。后來(lái)，人們陸續(xù)觀測(cè)同一星表中的另一些射電源也發(fā)現(xiàn)：它們的光學(xué)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(guó)天文學(xué)家馬丁·施密特測(cè)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(guò)在紅光方向移動(dòng)了相當(dāng)大的一段距離，也就是說(shuō)它們的紅移都非常大。

紅移是膨脹的結(jié)果，3C48的紅移換算到退行速度可達(dá)光速的1/3，這說(shuō)明它是距離我們非常遙遠(yuǎn)但又非常明亮的天體。因此，科學(xué)家把這種在光學(xué)上形態(tài)像恒星，但本質(zhì)又不是恒星的天體，命名為類(lèi)星射電源（QuasistellarRadio Source，簡(jiǎn)稱(chēng)Quasar類(lèi)星體）。

類(lèi)星體是人類(lèi)迄今觀測(cè)到的非常遙遠(yuǎn)的天體（距離地球可達(dá)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(cè)到。科學(xué)家根據(jù)目前觀測(cè)到的信息認(rèn)為，類(lèi)星體是一類(lèi)離地球最遠(yuǎn)、能量最高的活動(dòng)星系核。

脈沖星

脈沖星的發(fā)現(xiàn)要?dú)w功于英國(guó)劍橋大學(xué)的女研究生喬伊斯·貝爾嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作態(tài)度、敏銳和堅(jiān)持不懈的探究精神。因?yàn)樵谒埃苍腥擞龅竭^(guò)這種信號(hào)，但卻被當(dāng)做干擾信號(hào)忽略了，與脈沖星的發(fā)現(xiàn)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(shí)，需要從大量的記錄中搜集有用的數(shù)據(jù)。在辨識(shí)記錄數(shù)據(jù)時(shí)，她發(fā)現(xiàn)狐貍星座有一顆星發(fā)出一種非預(yù)期但有規(guī)律的脈沖信號(hào)（脈沖是一種類(lèi)似脈搏那樣不連續(xù)但有一定周期性的信號(hào)）。這個(gè)脈沖的周期非常短（1.337秒），但很穩(wěn)定。

起初，喬伊斯·貝爾和她的導(dǎo)師休伊什教授都以為是外星人（當(dāng)時(shí)有科幻小說(shuō)把外星人描述為“小綠人”）發(fā)來(lái)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，但在接下來(lái)半年左右的時(shí)間里，喬伊斯·貝爾又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了來(lái)自不同方向的多個(gè)類(lèi)似的脈沖信號(hào)，但這不可能是相距那么遠(yuǎn)的外星人同時(shí)向地球發(fā)同樣的信號(hào)。后來(lái)他們確認(rèn)這是一類(lèi)未知的天體，并根據(jù)它的特點(diǎn)取名為脈沖星（Pulsar）。后來(lái)證實(shí)這就是早期物理學(xué)家們預(yù)言過(guò)的中子星。

脈沖星的發(fā)現(xiàn)是天文學(xué)上的一件大事，對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，為人類(lèi)探索自然開(kāi)辟了新的領(lǐng)域，并于1974年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

星際有機(jī)分子20

19世紀(jì)初，天文學(xué)家的觀測(cè)就表明星際空間不是一片真空。但星際物質(zhì)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(xué)望遠(yuǎn)鏡根本觀測(cè)不到。1944年，荷蘭天文學(xué)家范德胡斯特用理論推斷氫原子在星際間的活動(dòng)會(huì)發(fā)射21厘米波長(zhǎng)的射電波。果然在1951年，天文學(xué)家用射電望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到了這種輻射。 隨后，科學(xué)家們又用射電望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到了羥基（OH）、氨（NH3）、水、甲醛（HCHO）等分子。截至目前，科學(xué)家已經(jīng)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了100多種星際分子，其中大多數(shù)是有機(jī)分子。

星際有機(jī)分子的發(fā)現(xiàn)使人類(lèi)對(duì)星云及恒星的演變過(guò)程有了更深層的理解，同時(shí)也增大了地球以外生命存在的可能性，因此這一發(fā)現(xiàn)被譽(yù)為“20世紀(jì)60年代天文學(xué)的四大發(fā)現(xiàn)”之一。

宇宙微波背景輻射

20世紀(jì)60年代初，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)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(fā)現(xiàn)了一些出乎預(yù)料的噪音，便想盡辦法進(jìn)行排除。他們甚至懷疑鴿子在天線內(nèi)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(kāi)，進(jìn)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(lái)自天空各個(gè)方向、性質(zhì)相同的噪音。

正在這時(shí)，他們聽(tīng)說(shuō)普林斯頓大學(xué)狄克教授領(lǐng)導(dǎo)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(jīng)建造了一臺(tái)低噪音的天線，著手去測(cè)量這種輻射。經(jīng)過(guò)合作討論，他們一致得出結(jié)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(jì)天文學(xué)的一項(xiàng)重大成果，對(duì)宇宙學(xué)的研究具有深遠(yuǎn)影響。這雖然是偶然的發(fā)現(xiàn)，但與他們精湛的技術(shù)和科學(xué)探索上鍥而不舍的精神是分不開(kāi)的。彭齊亞斯和威爾遜因此榮獲1978年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

問(wèn)題1：你了解20世紀(jì)60年代天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)的最新進(jìn)展嗎？

問(wèn)題2：你知道哪個(gè)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的脈沖星最多嗎？

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