430萬億倍太陽亮度,遠在銀河系之外的“類星體”到底是什麼?

宇宙中最多的元素是氫元素,宇宙物質總量90%以上都是氫元素,氦元素的數量第二,但是氦元素和其他的元素加在一起,也比不上氫元素,這是因為宇宙誕生之初製造出了大量的氫元素,當時的溫度和壓力都比較高,一些氫元素聚變為氦元素,所以宇宙中最多的元素就是氫元素和氦元素。

430萬億倍太陽亮度,遠在銀河系之外的“類星體”到底是什麼?

恆星就是由氫和氦組成的,還會有微量的重元素,這是因為恆星在演化的末期會聚變出更重的元素,恆星內部的核聚變在鐵元素時停止,其餘更重的元素會在“超新星爆發”時誕生,更劇烈的天體活動中也會誕生出重元素,比如說中子星的碰撞和黑洞的合併,更重的元素會在這樣極端的環境下誕生。

恆星的演化塑造著整個可見宇宙,我們身上的各種元素都來自於遠古的恆星,而黑洞和中子星這樣的天體,也是大質量恆星演化而來。但是科學家在宇宙中發現了一些比恆星更奇特的電梯“類星體”!

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遠在銀河系之外的神秘天體

什麼是“類星體”?簡單來說,類星體就是一種類似於恆星的天體,但是這些天體又不是恆星。這裡說的和恆星類似,並不是它也和恆星一樣會發光發熱,而是它發射出的電波和恆星十分類似,我們可以在宇宙中找到很多和恆星類似的射電源,但是卻找不到光學天體的存在,它們就是“類星體”。

430萬億倍太陽亮度,遠在銀河系之外的“類星體”到底是什麼?

類星體像恆星,但肯定不是恆星,光譜類似於行星狀星雲,發出的射電波類似於星系,但是類星體並不是以上的任何一種天體。類星體具有超乎想象的能量和亮度,它的體積普遍小於星系,釋放的能量卻可以達到星系的數千倍。類星體到底有多亮?我們曾經發現過一個128億光年外的類星體,它的亮度是太陽的430萬億倍!這個類星體所在的黑洞質量足足有太陽的120億倍!

更關鍵的是,所有的類星體都距離地球很遠,都在銀河系之外,這些類星體的紅移值都很高,因此所有的類星體都在高速遠離地球,一些類星體距離我們甚至能達到100億光年,如果不是類星體擁有超乎想象的亮度,我們可能根本發現不了它們的存在!

430萬億倍太陽亮度,遠在銀河系之外的“類星體”到底是什麼?

用光學望遠鏡觀察,幾乎看不出來類星體和普通恆星的區別,在100億年前的早期宇宙中類星體的數量可能要比現在更多,但是大部分類星體都因為宇宙膨脹遠離我們了,也有可能大部分類星體已經死亡,所以銀河系附近不存在類星體,我們看到的類星體是曾經宇宙中類星體發出的光,畢竟光速是恆定的,距離我們足夠遠的天體發出的光是很久之前的,所以宇宙中的類星體可能比我們觀察到的要少。

430萬億倍太陽亮度,遠在銀河系之外的“類星體”到底是什麼?

銀河系中不存在類星體,可能並不是一件壞事,如果地球附近存在一個類星體,那麼地球上根本不可能存在生命,類星體制造的大量輻射會導致一定範圍內的星系無法誕生出任何生命。

那麼類星體的到底是什麼呢?

有觀點認為,類星體其實就是一個巨大的黑洞,也有可能是白洞,白洞和黑洞的性質相反,引力十分強大,但是任何物質都無法進入白洞,因此物質會在白洞附近聚集,形成一個密度超高的物質團,或許有一些類星體就是白洞。

430萬億倍太陽亮度,遠在銀河系之外的“類星體”到底是什麼?

也有理論認為,類星體實際是反物質和正物質相互泯滅,反物質是正常物質的相反狀態,兩者相遇後就會發生巨大的爆炸釋放出超強的能量,科學家認為宇宙中的暗物質應該和正常物質存在的數量一致,但是我們並沒有發現大量的暗物質存在,也沒有發現暗物質天體,或許這些類星體就是暗物質和正物質泯滅後提供的能量組成的。也有可能類星體是巨大的脈衝星,磁力扭結釋放出了巨大的能量,又或者是某些恆星聚集的區域,大量的恆星聚集在一起,連續的超新星爆發造成了類星體的誕生。

430萬億倍太陽亮度,遠在銀河系之外的“類星體”到底是什麼?

主流觀點認為,類星體的本質其實是“活動星系核”,根據我們的觀察大部分星系內部都存在一個超大質量黑洞,黑洞強大的引力把附近的物質聚集在一起,形成了一個高速旋轉的吸積盤,就像是一個巨大的

漩渦

一樣,不斷把物質向黑洞的內部拉扯,這個過程中釋放出大量的能量,形成了一個噴射流,磁場束縛著噴射流,讓這些物質和能量只能沿著一個方向噴射,如果觀察者的觀察角度恰到好處,就觀察到了類星體。

430萬億倍太陽亮度,遠在銀河系之外的“類星體”到底是什麼?

簡單來說,類星體就是一個巨大黑洞製造出的噴射流,從不同的角度觀察,看到的情況是不一樣的。我們觀察到的類星體是因為恰好角度合適,這就解釋了很多關於天體和星系的難題。這也可以解釋為什麼銀河系附近不存在類星體,這樣的活動星系核只會在年輕的星系中誕生,年老的星系核心附近的物質被黑洞吸收太多,已經相對穩定。

所以我們看到的類星體,可能就是年輕的星系,也就是宇宙早期星系的樣子,只不過因為光速是恆定的,我們現在才能看到這些年輕星系的樣子,如今的宇宙中可能已經不存在類星體,大部分類星體已經演變成正常的螺旋星系或者是橢圓星系了。

430萬億倍太陽亮度,遠在銀河系之外的“類星體”到底是什麼?

不過關於類星體的謎題還有很多,大部分類星體距離我們都太遠,人類文明或許永遠沒有機會去直接探索類星體揭開它們的真實面貌了,甚至也科學家認為,類星體可能並不是距離我們很遠的天體,而是在銀河系附近甚至是銀河系中的天體,只不過這些天體的橫向速度很快。

類星體的發現向我們展示了宇宙的多樣性,可見宇宙並不是千篇一律的,可能存在很多未知天體,同時也告訴我們,早期的宇宙和星系要比現在更活躍,這會對我們研究未來宇宙的演化提供很大的幫助。

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