類星體是宇宙中最明亮的天體,它比星系亮1000倍。對能量如此大的物體,類星體卻不可思議地小。與直徑大約為10萬光年的星系相比,類星體的直徑大約為1 光天(light-day)。壹般天文學家相信有可能是物質被牽引到星系中心的超大質量黑洞中,因而釋放大量能量(噴發激烈射線)所致。這些遙遠的類星體被認為是在早期星系尚未演化至較穩定的階段時。當物質被導入主星系中心的黑洞增潻“燃料”而被“點亮”。
由於類星體是壹個難解的天體,它奇特的現象如紅移之謎,超光速的移動,它的能量來自哪裏?再再挑戰人類的即有物理觀念,而問題的解決,有可能使我們對自然規律的認識向前跨壹大步。
類星體為壹個能發出超級亮光的星狀物體,其亮度為銀河系平均亮度的壹百倍。天文學家認為類星體的光亮,可能來自類星體中心的超大黑洞。
1.它們的光學體很小(光學直徑<1"),和恒星很難區別:
從帕羅馬天文臺5m望遠鏡所拍照片中顯示,它和恒星壹樣,都只是壹個光點。
2. 它們有極亮(非比尋常的亮)的表面:
在可見光及無線電波波段都此特性。
3. 它們的光譜是連續光譜及強烈的發射譜線:
在1962/63年,由 M.Schmidt 測出這和那些已知的電波星系光譜相同。
4. 事實上,測得的類星體的光譜主要有三部分:
由同步輻射造成的非熱性連續光譜;
吸積作用造成極明亮的發射譜線;
星際介質造成的吸收譜線。
它們的光譜呈現巨大的紅位移量(位移指數Z=△λ/λ)。
歷史紀錄
最近的類星體-3C273(M.Schmidt所發現):
視星等mv=12.8(其餘的比16等還暗),紅移z=0.158(相當距離950Mpc.約等於31億光年遠)。
最亮的類星體-S50014+81:
絕對星等Mv=-33等(mv=16.5);z值為3.14。
最大紅移指數(相當於最遠)的類星體-PKS2000-300:
mv=19,z=3.78(記錄已被取代,並不斷刷新中!)。
不過在1986年後,發現越來越多更大紅移的類星體,其中約有30個z值超過4的;最近的報告(1990年)指出,PC1247+3406的z值為4.90。值得壹提的是,類星體的數目似乎以Z=2左右為分界;紅移小於2的隨著z值增大,數目也越多,而紅移大於2的,分布趨勢則相反,z值越大的類星體數目越小。
最早發現類星體巨大紅移現象的,是 M.Schmidt 在分析3c 273光譜時頓悟的;他感覺那些強烈的發射譜線相對排列順序與氫原子光譜的幾條譜線很相似;不同的只是整個光譜都向紅端(長波)移動了壹大截。以PKS2000-300(圖壹)為例,由圖中可看出,氫譜線之壹Lα,已由原波長 λo=121.6nm 移到 λ=581.2nm,其z值=Δλ/λ=4;因此我們在可見光區找到這些本來應在紫外線區的發射譜線(包括氫的賴曼線系及CIV譜線λ o=155nm都是)。(圖壹)
類星體的紅移量是如此的巨大,我們不能只是以簡單的赫伯定律(距離d與z值成正比)來決定它的距離;而必須以廣義相對論為基礎的宇宙模式來解釋它。