QUASARCAKE画师 quasar( 二 )


主要观测特点 ①类星体在照相底片上具有类似恒星的像,这意味着它们的角直径小于1秒 。极少数类星体有微弱的星云状包层,如3C48 。还有些类星体有喷流状结构 。②类星体光谱中有许多强而宽的发射线,包括容许谱线和禁线 。最经常出现的是氢、氧、碳、镁等元素的谱线,氦线非常弱或者不出现,这只能用氦的低丰度来解释 。现在普遍认为,类星体的发射线产生于一个气体包层,产生的过程与一般的气体星云类似 。类星体的发射线很宽,说明气体包层中一定存在猛烈的湍流运动 。有些类星体的光谱中有很锐的吸收线,说明产生吸收线的区域里湍流运动的速度很小 。③类星体发出很强的紫外辐射,因此,颜色显得很蓝 。光学辐射是偏振的,具有非热辐射性质 。另外,类星体的红外辐射也非常强 。④类星射电源发出强烈的非热射电辐射 。⑤类星体一般都有光变,时标为几年 。少数类星体光变很剧烈,时标为几个月或几天 。从光变时标可以估计出类星体发出光学辐射的区域的大小(几光日至几光年) 。类星射电源的射电辐射也经常变化 。观测还发现有几个双源型类星射电源的两子源,以极高的速度向外分离 。光学辐射和射电辐射的变化没有周期性 。⑥类星体的发射线都有很大红移 。⑦近年来的观测表明,有些类星体还发出X射线辐射 。
红移是河外天体共有的特征 。因此,绝大多数天文学家认为,类星体是河外星体 。红移-视星等关系的统计的结果表明:哈勃定律对于河外星系是适用的 。就是说,它们的红移是宇宙学红移,它们的距离是宇宙学距离,它们的红移和视星等是统计相关的 。可是,对类星体来说,红移和视星等的统计相关性很差,这就产生了两个彼此相关的问题:类星体的红移是否就是宇宙学红移,类星体的距离是否就是宇宙学的距离 。大多数天文学家认为,类星体的红移是宇宙学红移 。因此,红移反映了类星体的退行,而且符合哈勃定律 。按照这种看法,作为一种天体类型而言,类星体是人类迄今为止观测到的最遥远的天体 。持这种观点的人认为,类星体红移-视星等的统计相关性很差的原因,在于类星体的绝对星等弥散太大 。如果按照一定的标准将类星体分类,对某种类型的类星体进行红移-视星等统计,则相关性便会显著提高 。支持宇宙学红移的观测事实还有:已发现三个类星体分别位于三个星系团里,而这些类星体的红移和星系团的红移差不多;类星体与某些激扰星系很类似;蝎虎座BL型天体是一种在形态上类似恒星的天体,以前认为它们是银河系内的变星,现已确定,它们是遥远的河外天体 。
能源和粒子加速 类星体的射电辐射无疑是同步加速辐射,光学辐射也很可能是同步加速辐射 。至于类星体的红外辐射,尚有待进一步研究,但至少有一部分可能仍是同步加速辐射 。如果类星体的红移是宇宙学红移,它们的光度(包括射电、红外线、可见光直至 X射线),是迄今为止观测到的辐射功率最大的天体 。类星体的寿命,估计约为106年 。因此,高能电子和磁场的总能量将高达1062尔格 。现在普遍认为,高能电子来源于类星体的中心区域 。但是,从光变资料估计出的类星体光学辐射区域的大小,只有几光日到几光年,也就是1015~1017厘米 。高能电子源一定更小 。因此,这里就有两个尖锐的问题:①为什么这样小的面积能发出这么巨大的能量?②高能电子产生的机制是什么?为了解释这些问题,已经提出了许多
种理论模型 。一种模型是恒星碰撞,认为在类星体中心,恒星的空间密度极高,经常发生碰撞,从而释放能量 。但对于碰撞释放的能量怎样转化为高能电子的能量这一点,并不清楚 。由于超新星爆发时要释放大量的高能电子,就有一种观点认为,恒星碰撞后会粘合在一起,形成质量越来越大的恒星 。大质量恒星迅速演化为超新星,然后爆发,释放高能电子 。恒星碰撞模型要求有很大的恒星数密度,这是它的一个严重困难 。另一种模型是质量约为 108太阳质量的大质量星 。这种星的光度可以非常强,但能谱将是热辐射的,这又不能说明观测到的情况 。另外,这种星也很不稳定 。后来又提出一种有磁场而且在自转的大质量星模型,称为磁转子 。磁转子是稳定的,具有很高的光度 。同时,由于自转,磁力线会扭结,最终产生中性线或中性片,并导致爆发 。这可用来解释类星体的光变 。不过,光变应该是周期性的,这又同观测结果相矛盾 。此外,还有黑洞吸积、白洞、物质-反物质湮没等模型 。迄今为止,尚无一种令人满意的模型 。

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