为什么看似恒星的“类星体”并不是恒星

射电星系3C219

凡是发光的物体，都可统称为“光源”。光源可分为点光源和面光源两大类。点光源是指没有结构的光源，即使在大望远镜中也只是更亮些，而无法看见结构。远处的恒星就是点光源。除此以外的其他天体绝大多数属于面光源，如太阳、月亮、行星、星团、星云、星系等，望远镜可以把它们放大，甚至还能观测到其中的结构细节。

射电星系3C31及其喷流

20世纪50年代，由于射电天文学的发展，人们发现有一些天体能发出射电辐射（即无线电波），并将它们统称为射电源。为了确认射电源的“身份”，需要在可见光波段辨识出它们的“光学对应体”，而这在50多年前绝非轻而易举之事。经过努力，天文学家识别有些射电源是银河系中的恒星，冠名为射电星，有的是银河系外的星系，称之为射电星系。

1960年，美国天文学家桑德奇找到一个标号为3C48的射电源的光学对应体。该射电源在照片上的光学特征像恒星，但光谱中拥有恒星光谱所没有的许多宽而强的发射线。人们一时未能识别这些谱线所对应的化学元素。

3C273的光学像很像恒星，几乎看不出结构

类星体3C273的光谱

从图中可看出3C273的光谱线发生了显著的红移

美国荷兰裔天文学家马丁·施密特

1962年，另一个射电源3C273的光学对应体也被找到了，那也是一个类似恒星的天体。第二年，美国天文学家施密特发现，它的光谱与3C48很类似。施密特还成功识别出3C273光谱中最亮的4条谱线是氢元素的发射线，只是这些谱线的红移很大，达到0.158。3C48的谱线不久也得到了辨认，其红移比3C273还大。此后，一批性质类似的射电源不断被发现。它们的可见光像与恒星类似，因而被称为“类星射电源”。后来又发现一些光学性质类似的天体，但并不发出射电辐射。它们的光学像呈蓝色，因而被称为“蓝星体”。由于这些天体的光学像都和恒星一样无法分辨出结构，因此被统一称为“类星体”，意为像恒星一样的天体。

类星体为何有如此大的红移？河外天体谱线红移的起因，通常解释为多普勒效应。红移越大，说明它们以越高的速度远离我们而去，由哈勃定律可知其距离也越远。类星体的红移很大，可见它们是一些非常遥远的天体。

根据类星体的距离和它们的视亮度，我们可以推知其输出的能量。银河系的总光度约为太阳光度的360亿倍，超巨椭圆星系M87的光度为太阳光度的1000亿倍，而典型类星体的光度可高达太阳光度的10万亿倍，即比银河系要亮上千倍。除此之外，类星体还有光变，有时甚至会爆发式地增亮，如类星体3C279在20世纪80年代中两次爆发时亮度猛增25倍，最明亮时的光度竟超过银河系的1万倍。另一方面，类星体的尺度又很小，尚不及银河系的1/100000，仅相当于太阳系那么大。

一个小尺度天体可以输出如此大的能量，对此用热核反应来解释显然行不通，这就是所谓的“类星体能量之谜”。科学家们提出了种种设想。一些人质疑类星体的距离，认为它们的红移不遵循哈勃定律，类星体其实并没有那么远，实际光度也就不那么大了。有人曾提出类星体可能是从银河系或某些河外星系中高速抛出的天体，它们的速度很大，但距离却并不太远。也有人认为类星体的红移并不是由多普勒效应造成的，而是有其他起因，如引力红移等。但这些观点却不能解释另外一些重要观测事实，因而未被天文界普遍接受。

现在知道，类星体应归于活动星系核之列，而且是输出能量最大的一类活动星系核。包括类星体在内的活动星系核为何有非常大的能量输出？流行的观点是那里有一个超大质量黑洞，巨大的能量产生于黑洞与周围物质的复杂相互作用。（赵君亮）

类星体的尘埃环和明亮的喷流

类星体中心有一个超大质量黑洞，该黑洞吞噬周围物质形成极其明亮的吸积盘

【微博士】射电星系

一些星系有明显的射电辐射，称为射电星系。107～1010赫频段内射电功率为1030～1034瓦的称为正常射电星系，功率更强102～106倍的又称特殊射电星系。它们常由一个中央致密核和两侧大致呈对称分布的两个射电瓣组成，瓣的尺度比核大得多。中央致密核的尺度虽小，但高分辨率观测却发现其结构颇为复杂，通常又由若干个更小的子源组成。射电瓣离开中央核的距离可达102～106秒差距，并通过细长的喷流与核相联系。射电星系的中心通常有一个活动的核，射电辐射即源于从中心射出的接近光速的高速电子。

【微问题】类星体是指活动星系，还是活动星系的核？

【关键词】射电星系　类星体　活动星系核　吸积盘