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一个挑战物理原理的类星体被科学家发现

科普小知识2022-07-12 13:52:34
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我们知道超大质量黑洞存在于大多数巨型星系的中心,在我们的星系中心也有一个占主导地位的黑洞。在宇宙深处,还有一种由黑洞驱动的天体——类星体。当它们吞食气态物质时,会发出明亮的光,使它们所在的星系相形见绌。一般来说,类星体从活跃状态转变到休眠状态需要很长时间,远远超过人类的寿命。

因此,当耶鲁大学的天文学家发现类星体的光谱仅在10年内就发生了根本性的变化时,他们非常惊讶!类星体的可见光来自黑洞周围的热吸积盘,在那里气态物质被吸积盘加热并电离发出可见光。

这些可见光的亮度可以快速变化,但整体波形不会变化太快。有些谱线很宽(波长分布范围很宽),有些谱线很窄。一般来说,宽谱线和窄谱线的轮廓不会改变。2010年,这个非常经典的类星体是通过斯隆数字天空调查发现的:它的颜色是蓝色,发射线很宽。然而,在2010年的第二次测量中,它的谱线发生了变化。一条称为“氢-β”的发射线完全消失,另一条称为“氢-α”的发射线变得非常弱。

一个挑战物理原理的类星体被科学家发现

撇开光谱线不谈,这个物体的亮度已经是原来的十分之一了!因此,曾经被认为是类星体的它现在看起来越来越像一个普通的星系。然后问题出现了,是什么导致了如此迅速的变化?

最简单的解释之一是,一大团尘埃和气体挡住了我们的视线,使类星体吸积盘及其周围的气体变暗。如果是这种情况,那么需要阻挡多个方向的光。以太阳系为例。即使在太阳下山后,它仍然可以照亮月球和其他行星,因为它们面向太阳的方向不同。在这个类星体的例子中,它就像一个物体阻挡了所有朝向行星的太阳光线。天文学家在建模后发现,没有一个单一的气体云可以达到观测场景。

为了避免过于复杂的假设,科学家小组同意类星体已经完全停止的解释。然而,仍然有一些问题困扰着我。为什么如此剧烈的变化会在十年内发生?从天文学上来说,这是一眨眼的功夫!大多数吸积盘可以延伸到天王星轨道之外,比它们的主星系亮10到1000倍。在如此短的时间内熄灭类星体不符合物理原理!观察仍在继续,只有时间能告诉我们类星体是会继续变暗还是会被重新点燃。无论如何,它将带给我们对类星体进化的新理解。