类星体

类星体准恒星射电源是能量最强、最遥远的活动星系核(AGN)。

与它们发出的能量相比,它们的体积相当小。类星体并不比太阳系大多少。亮度变化的机制可能涉及几乎直接指向我们的相对论射流。已知红移最高的类星体(截至2011年6月[更新])的红移为7.085,这意味着它距离地球约290亿光年。这个估计是利用彗星距离的概念进行的。

科学家们现在一致认为,类星体是一个巨大星系中心的紧凑区域,围绕着一个中央超大质量黑洞。它的大小是黑洞的施瓦兹柴尔德半径的10-10000倍。类星体发出的能量是引力能,由质量落在黑洞周围的吸积盘上产生。

类星体是非常发光的。它们首先被确认为高红移的电磁辐射源,包括无线电波和可见光。这些光(和其他能量)似乎与恒星相似,而不是像星系这样的大型来源。另一方面,它们的光谱有非常宽的发射线,不同于任何已知的恒星,因此是"准恒星"。它们的光度可以比银河系的光度大100倍。

中心超大质量黑洞的吸积盘可以将物体质量的大约10%转化为能量。这种机制解释了为什么类星体在早期宇宙中比较常见,因为当超大质量黑洞消耗掉它附近的所有气体和尘埃时,这种能量生产就结束了。

这意味着,大多数星系,包括我们的银河系,可能都经历过一个活跃的阶段,作为类星体或其他一些活跃星系。它们现在处于休眠状态,因为它们缺乏物质供应,无法将其输入中央黑洞产生辐射。

引力透镜类星体HE 1104-1805。Zoom
引力透镜类星体HE 1104-1805。

艺术家对ULAS J1120+0641的渲染,这是一颗非常遥远的类星体,由一个质量为太阳20亿倍的黑洞驱动。资料来源:ESO/M.KornmesserZoom
艺术家对ULAS J1120+0641的渲染,这是一颗非常遥远的类星体,由一个质量为太阳20亿倍的黑洞驱动。资料来源:ESO/M.Kornmesser

Chandra X射线图像是类星体PKS 1127-145的图像,它是距离地球约100亿光年的高亮度X射线和可见光来源。一个巨大的X射线射流从类星体至少延伸了100万光年。图像是60角秒的一面。RA 11小时30分7.10秒,12月-14°49'27",在火山口。观测日期:2000年5月28日。仪器:ACIS。ACIS。Zoom
Chandra X射线图像是类星体PKS 1127-145的图像,它是距离地球约100亿光年的高亮度X射线和可见光来源。一个巨大的X射线射流从类星体至少延伸了100万光年。图像是60角秒的一面。RA 11小时30分7.10秒,12月-14°49'27",在火山口。观测日期:2000年5月28日。仪器:ACIS。ACIS。

问题和答案

问:什么是类星体?
答:类星体,即准恒星放射源,是一种活跃的星系核(AGN),是能量最强、距离最远的AGN类型。与它们放出的能量相比,它们相当小,比太阳系大不了多少。

问:在多远的地方可以发现类星体?
答:截至2011年6月,已知的红移最高的类星体距离地球约290亿光年。

问:它们的亮度变化背后的机制是什么?
答:亮度变化的机制可能涉及到几乎直接指向我们的喷流的相对论束缚。

问:人们认为类星体的中心是什么?
答:科学家们现在一致认为,类星体是一个大质量星系中心的紧凑区域,围绕着一个中心的超大质量黑洞。它的大小是这个黑洞的施瓦茨柴尔德半径的10-10,000倍。

问:它的能量来自哪里?
答:类星体发射的能量来自于质量落到黑洞周围的吸积盘上所产生的引力能量。

问:与其他星系相比,它们的亮度如何?
答:类星体的亮度非常高,可以比我们的银河系的亮度高100倍。

问:为什么它们在早期宇宙中更常见?
答:类星体在早期宇宙中更常见,因为当超大质量黑洞吞噬了它附近所有的气体和尘埃时,这种能量的产生就会结束,这意味着大多数星系可能经历了一个活跃的阶段,成为一个或其他一些活跃的星系,然后由于缺乏物质进入其中心黑洞产生辐射而变得沉寂。

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