主题：【原创】我们的宇宙 -- 边寒剑

“如果这个宇宙中真的有怪物的话，那么类星体绝对算得上！” ——边寒剑

上个世纪的六十年代，天文学家从宇宙中探测到了四个令人震惊的发现，他们可以说是天文学的巨大的里程碑。每当边某夜晚仰望天空，看着这些迎风眨眼的星星，就会去想象那个令人激动奋进的十年。这四大发现就是类星体、脉冲星、微波背景辐射和星际有机分子。星际有机分子的发现给外星人的存在提供了坚实的基础，微波背景辐射为宇宙大爆炸模型提供了天上掉馅饼似的事实根据，脉冲星则从一个三十年前只是存在在纸上和人们笑谈的根本不可能的天体一下跃为宇宙中的真实物体。脉冲星、星际有机分子和微波背景辐射的发现者都分别得到了诺贝尔物理学奖（尽管微波背景辐射的两位作者写的论文只有六百多个英语单词，可以说是获得诺贝尔而将里面最短的论文）。然而，它们虽然光芒四射，类星体的发现却是排在四大发现第一位的。哈勃望远镜的发射相当的原因就是为了观测它，可以说，类星体它就是天生的“超级巨星”。

第一颗类星体是1962年发现的。悉尼大学的青年学家Cyril Hazard开始研究室女星座中一个强大的射电源，但他无法确定射电源的准确位置，于是请求澳大利亚一个新建成的射电望远镜的负责人John Bolton进行探测。探测需要等到月亮将此射电源遮住，根据信号消失和重新出现的时间进行准确定位。在一个伸手不见六指的夜晚，嫦娥来了。但是很不幸，射电望远镜的巨大抛物面天线已经极其倾斜，以至碰到了它的安全停止器上。Bolton致危险于不顾（别忘了这是一个新的望远镜），毅然砍掉了安全制动器，使望远镜继续跟踪整个月掩射电源的过程，直到抛物线天线的边缘几乎碰到了地面。

以上均为类星体3C273的照片

付出总会得到报偿的。Hazard找到了这个射电源，它看起来和一个恒星没有任何差别，也许只是一个普通的恒星（只是射电波段过于强烈而已）。这个被称为3C273的天体的位置被迅即通知了加利福尼亚帕洛玛天文台的天文学家Maarten Schmidt，他有幸对这个天体进行了光谱测量。但是测量出的结果让他困惑不解，因为作为一个光谱学专家，他竟然对于此星体光谱中的任何一段都认不出，直到不久以后，他突然意识到——这些光谱都是已经大大的偏移了原来应该所在位置上氢元素光谱——偏移高达16%（类似于多谱勒效应的偏移），这意味着这个星体距离我们高达20亿光年。至此，宇宙中的明星被人类发现了！（在其后不久又发现了一类宁静射电源，除了不发射射电辐射这一能量最低的辐射以外，其余所有性质与普通类星体完全相同，因此天文学家也将其归入类星体）

随后更多的类星体被发现，天文学家发现这个天体越来越可怕，越来越恐怖。它的辐射包括了从伽马射线到普通射电波的所有种种电磁能量，这一点既与恒星不同，也与恒星所构成的星系不同。具有讽刺意味的是，类星体的发现是从射电辐射发现的，然而从能量角度来说，射电辐射式类星体能量输出中最不重要的一部分。类星体在仅仅相当于太阳系里海王星轨道内区域的范围内，竟然发射着相当于银河系数百倍之多的能量。更恐怖的是，第一个发现的类星体——3C273的红移，只有16%，然而现在已经发现红移高达500%的类星体，这意味着它们远离我们的速度超过光速（超光速现象）。这个宇宙怪物究竟是什么？

典型的类星体距离地球非常的遥远，以致它在最大的地基光学望远镜上留下的图像也比能够分辨的图像要小1亿倍。有一派天文学家就整天盯着这些照片去看、去计算、去猜测，他们最后认为类星体必然也存在在星系中，而且必然是星系核，或者说是剧烈的活动星系核。1973年，一位天文学家Jerry Kristian采取了一个更直接的说法。他认为，如果类星体是在巨大的宿主星系的内部，那么最最近的一些类星体的图像就应当能够显示出该宿主星系中的恒星发出的光所构成的一个模糊晕圈。进行这项观测可不事轻而易举的，大气揣流会将明亮的类星体发出的光散射掉，从而将其周围可能存在的模糊晕圈彻底淹没。因此，对类星体的研究进展相当的缓慢。

1990年，意大利世界杯，里杰卡尔德在与沃勒尔比赛吐口水速度的那年，美国向太空发射了哈勃太空望远镜。事实上，哈勃望远镜很大的一个目标，就是去拍摄这些类星体的外围是否有模糊晕圈的存在（不是去拍摄他俩吐口水的瞬间照片以及决赛中沃勒尔是否假摔）。

用哈勃望远镜上的照相机观察类星体宿主有点象盯着暴风雪的天气中迎面驶来的汽车的头灯并试图从中辨认出它的制造厂家。天文学家必须对每个天体拍摄几幅图像，然后通过技术手段去掉其中的高强度光束（类星体的光），然后再将剩下的图像部分交由计算机进行处理。很遗憾，这个设想的最早的开拓者，前面提到的天文学家Jerry Kristian，在这个结果就要公布的前夕死于加利福尼亚发生的一起超轻型飞架的空难事故中。

哈勃发现了什么呢？正如天文学家Jerry Kristian所猜测的一样，哈勃拍摄的34个类型体中，四分之三呈现出非常非常弱的模糊晕圈，这可以说是其宿主星系存在的最直接证据。而另外的四分之一则没有这种晕圈。但是很显然存在着这样的一种可能性，类星体过于强大的炫目光遮掩了相对暗弱晕圈。同时发现，约有一半的类星体的宿主星系是椭圆星系，另外一半是漩涡星系，而射电信号最强的类星体主要是在椭圆星系中，不过也不是什么过于特别的规律，但是另一个发现却足够让人兴奋得跳起来——75%的类星体的宿主星系似乎正在与其他星系发生碰撞或者正在吞食其他星系。

加拿大的天文学家John Hutchings和他的合作者报道了这个发现，但是来自哈勃望远镜的图像显然更加生动和激动人心。互相碰撞的星系为类星体的能量产生提供充足的燃料。碰撞的猛烈作用是恒星和气体松散开来，从而进入位于其中一个星系的中心的大质量黑洞中。调进黑洞的物质然后产生强烈的辐射。

这一过程可以解释类星体在宇宙历史的不同阶段的相对数量。当宇宙大爆炸发生之后的时期，宇宙不存在星系，因而也不会存在星系碰撞。这样，那个时期几乎没有能够观察到的类星体，也可以说，几乎没有110亿年前的类星体。但是在随后的时期内，原始星系开始大量形成，并由于相互距离较近，从而产生了数量较多的、距地球100亿光年的类星体，最后，宇宙的膨胀使大多数星系彼此距离大大拉开，这样造成星系间相互碰撞的机会变小，因而类星体的数目也就相应的减少。

但是，哈勃望远镜里面还有25%的类型体的宿主星系，没有观察到它们与什么别的星系进行碰撞。不过，天文学家猜测，也许存在此宿主星系的伴星系，类星体的强光束使得天文学家无法观察到它，或者存在另外一种可以提供足够的燃料把一个大质量黑洞转变为类星体的机制。

至于这些宇宙终极怪物的寿命，唉！现在有把握的东西并不多。已观测到的宿主星系没有显示任何证据证明类星体发出辐射的时间已经长得足以破坏这些宿主星系。如此之多的宿主星系正在发生碰撞或者吞食作用这一观测结果以及天文学家早已知道的这种作用通常为星系的一个旋转周期说明，怪物的寿命可能还不足1亿年（类似于恐龙这种终极怪兽在地球上的存在时间）。如果这种估计没有错误的话，那么类星体在一个星系长达100亿年的寿命期中就真的仅仅是一种昙花一现的短暂现象。虽然每个类星体产生的能量非常非常巨大，但是也仅占其宿主星系整个寿命期内辐射输出总量的10%左右。

发现不止于此，1994年，以约翰霍普金斯大学的Holland Ford为首的天文小组发现，室女座星系团的中心和最大天体，M87星系（距离地球约5000万光年）的活动星系核发出了一个很宽的辐射能谱，其形态与类星体发出的能谱极为类似，但其强度仅为后者的千分之一。并且还发现，M87的星系和一侧的光表现为蓝移，而另一侧表现为红移。这说明其核中心有着高速旋转的热气体盘，其旋转速度极为迅速，必须有一个质量高达太阳质量30亿倍的巨大黑洞才能将其约束住。从这个黑洞的能谱分析，几十亿年前，M87的核就是一个类星体。

上图为M87,下图为喷流的清晰照片

可以说类星体的这种深层次的发现揭示了星系间碰撞是多么的巨大和强憾，宇宙不是不起涟漪的一潭死水。碰撞中大量气体相互作用从而使彼此距离大大拉近，进而为星系中心的巨型黑洞提供了强大的燃料基础。现在我们只能感谢上苍——没把地球和太阳系安排在将物质转变成强烈辐射的黑洞周围。

最近的发现再一次暗示天文学家，观察类星体，就是在对浩瀚的宇宙考古。在宇宙的早期，星系合并是主流，其间诞生了类星体这一超级明星，其后的天体就是由这些早期天体演化过来，而产生了蝎虎BL天体，经过漫长的时间长河，逐步演化成赛弗特星系、爆发星系、射电星系以及象银河系这样的正常星系。回顾类星体，就如同看见了宇宙的早期，每当看到或者听到类星体，边某心中除了恐怖和好奇（如同我对恐龙一样），更多的是想起苏轼的名句：“哀吾生之须臾，羡长江之无穷”