“超级巨兽”类星体的五十年未解之谜

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如果把宇宙的各个星系比喻为宇宙的动物，那么可以将在“宇宙动物园”中处于绝对霸主地位的类星体看成是“超级巨兽”。在第一次发现类星体之后半个世纪的今天，天文学家对它基本的神秘性依然缺少理解，这个在宇宙中最为明亮的天体聚合体究竟怎样运行？天文学家感到一筹莫展，它们在半个世纪的探索中成为“迷失的一代”。从3月16日算起的50年前的今天，天文学家第一次发现和测量了遥远天空的类星体，它是宇宙中最明亮的天体，天文学家现在知道，像所有其它的类星体一样，在这个距离我们几十亿光年类星体的核心有一个驱动整个类星体运转的超大质量黑洞。

类星体是一个星系的中心由黑洞和大批恒星形成的聚合体。50年的“天文大发现”为类星体研究播下了一个种子，科学家希望，这个种子能够在科学的“阳光雨露”中生根发芽，逐渐长成参天大树，然而，50年过去了，科学家的艰苦努力没有达到预期结果，类星体的神秘性锁定在“云里雾里”之中。

相对于英国尼斯湖的“怪兽之谜”，人们可以把“宇宙海洋”的类星体看成是“超级怪兽之谜”，不要弄混淆了两种比喻，如果把宇宙比喻为一个超级版的动物园，那么类星体是其中的“超级巨兽”；如果把宇宙比喻为一个超级版的海洋，类星体是其中的“超级海岛”。位于圣巴巴拉的加州大学天体物理学家罗伯特·安托努奇对形成类星体谜团的原因进行了解读，人们在3月13日刊出的《自然》杂志可以了解读到安托努奇的研究成果。安托努奇在文章中写到，“在过去的50年中，我们发现了数千个的类星体，但是，我们仍然没有建立有效的物理模型，不能解答它们的巨量辐射究竟怎样形成”，“没有预测性的理论，没有好的解读，最好的希望是期待未来的外星人能降临到地球上，向我们解释类星体的全部秘密”。

———宇宙最明亮的天体

在电磁波谱线图上，类星体的辐射能量呈现宽广的特点，它的名称来源于电磁波发射的特征，天文学家称之为“类星射电源”，电磁波光谱来源于一个整体的信号源，它就像从一个恒星发出的，类星体的英文缩写指的是这种含义。许多观察到的类星体发出了以接近光速对外喷发的束子流，喷发的射电粒子在类星体的附近区域形成巨大的波瓣。

科学家认为，类星体和其它类型的活跃星系核标志了星系在自身的生命周期中处于一个特别的阶段，类星体中心的黑洞强烈地影响星系的生命历程，它的质量可以达到太阳质量的100多亿倍，它“张开大嘴”，不断地吞咽大量的气体、尘埃和其它的天体物质。类星体从遥远的过去到现在有了明显的差别，类星体中心大量吞噬物质的现象在遥远的过去表现得更为剧烈，而在今天显得文雅而安宁，目前的中心黑洞在“漫漫长夜“中“忍饥挨饿”，它缺少燃料，在星系中独自徘徊，我们的银河系也是如此。

———未解的类星体难题

天文学家一直在观测和记录遥远的类星体，向宇宙深空观测的距离越来越远，（与我们在地球上相应“时间换空间”的概念不同，天文学家在太空的观测和记录中响应“空间换时间”的概念。“时间回溯”原理指的是：观测的距离越远，越接近宇宙开始的年龄，天文学家观测的极限距离从理论上分析到了宇宙诞生的时期、或宇宙发生大爆炸的时刻，类似于中国人说的“自从盘古开天地”，我们找不到“盘古”蛛丝马迹，只有在最遥远的天空中寻觅宇宙起源的踪迹。）尽管人类的科学思想追溯到137亿年前的宇宙大爆炸时刻，然而，对类星体却只有片段、模糊的基本理解。加州大学的科学家安托努奇认为，射电源理论在过去的50年间没有发生显著的变化，基本的问题没有解决，其中包括：类星体的喷射和波瓣是否由电子和质子构成？或由电子和正电子对构成？粒子束中的质子能否像宇宙射线那样携带大量的能量？它们的能量是否均匀地分配在电场和磁场之中？如果不能很好地回答这些问题，那么只能设定喷射束和波瓣所具有的能量下限值。

应用以非常小的黑洞建立的物理模型不能帮助天体物理学家来研究类星体，这种模型与观测的类星体有很大的不同，科学家需要对模型的条件给出太多特别的假定。不能将小型黑洞所在星系的吸积盘按比例地扩大到大型黑洞所在星系的吸积盘，而超大质量的黑洞形成了类星体，大质量黑洞与小型质量黑洞周围所含的物质数量不同，类星体的光谱线要明亮得多，小型黑洞周围物质发出的光谱线不能与之相比。

一个更好地理解类星体的模型可以建立，安托努奇已经督促科学家同事开发一套更先进的计算机模型，他们希望使用更为灵敏的X—射线望远镜。安托努奇认为，与在黑洞周围接收的可见光相比，X—射线望眼镜提供了星系的“中央引擎”——黑洞的间接信息，这是科学家解开类星体诸多谜团的关键所在。安托努奇乐观地确信，天文学家能够解开类星体的秘密，由于不制定类星体发现的时间表，他的思绪略带一些遗憾的色彩，最终的谜底将会揭晓，他怀疑自己能够活到那个时候，也许到那时自己“上了天堂”，或到了别的安息之地。在科学思考中走完自己的一生，这是科学家对人生幸福的一种理解。