第二百三十二章:六十年前的電波-《宇宙電波》
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“六十年前的信號(hào)?原來(lái)父親電腦里的只是其中之一。”
他繼續(xù)往下看,“第一次記錄方向:赤經(jīng)7時(shí)45分18.94秒,赤緯+28°01′34.31″;第一次記錄時(shí)間,一九八零年十月二號(hào),凌晨三點(diǎn)一十分;距離位置:大約二百三十億光年類(lèi)星體。”
看著記錄的數(shù)字,張明陽(yáng)打開(kāi)星圖將經(jīng)緯輸入,一條直線(xiàn)出現(xiàn)了,它沿著地球一直往外延伸,直到星圖邊界。
打開(kāi)線(xiàn)列分析,直線(xiàn)上的星恒、行星以及宇宙物質(zhì)都進(jìn)行標(biāo)記,張明陽(yáng)沿線(xiàn)觀察,他發(fā)現(xiàn)了一個(gè)十分熟悉的名字,“北河三。”
“什么?”
“這是巧合么?”
他在心里問(wèn)著自己,六十年的射電波,又與北河三相關(guān),這類(lèi)星體又是什么?他打開(kāi)天文查詢(xún)查找。
類(lèi)星體,天文學(xué)名詞,是類(lèi)似恒星天體的簡(jiǎn)稱(chēng),又稱(chēng)為似星體、魁霎或類(lèi)星射電源,與脈沖星、微波背景輻射和星際有機(jī)分子一道并稱(chēng)為20世紀(jì)60年代天文學(xué)“四大發(fā)現(xiàn)”。長(zhǎng)期以來(lái),它總是讓天文學(xué)家感到困惑不解。
類(lèi)星體是人類(lèi)觀測(cè)到的非常遙遠(yuǎn)的天體,高紅移的類(lèi)星體距離地球可達(dá)到100億光年以上。類(lèi)星體是一種在極其遙遠(yuǎn)距離外觀測(cè)到的高光度天體,80%以上的類(lèi)星體是射電寧?kù)o的。類(lèi)星體比星系小很多,但是釋放的能量卻是星系的千倍以上,類(lèi)星體的超常亮度使其光能在100億光年以外的距離處被觀測(cè)到。
據(jù)推測(cè),在100億年前,類(lèi)星體數(shù)量更多。類(lèi)星體是一類(lèi)離地球最遠(yuǎn)、能量最高的活動(dòng)星系核。類(lèi)星體與脈沖星、微波背景輻射和星際有機(jī)分子一度被稱(chēng)為20世紀(jì)60年代天文學(xué)“四大發(fā)現(xiàn)”。
又是一個(gè)新詞匯“類(lèi)星體”,同樣充滿(mǎn)著神秘。
20世紀(jì)六十年代,天文學(xué)家在茫茫星海中發(fā)現(xiàn)了一種奇特的天體,從照片看來(lái)如恒星但肯定不是恒星,光譜似行星狀星云但又不是星云,發(fā)出的射電如星系又不是星系,因此稱(chēng)它為“類(lèi)星體”。
類(lèi)星體是1963年被發(fā)現(xiàn)的一類(lèi)特殊天體。它們因看起來(lái)是“類(lèi)似恒星的天體”而得名,而實(shí)際上卻是銀河系外能量巨大的遙遠(yuǎn)天體,其中心是猛烈吞噬周?chē)镔|(zhì)的、在千萬(wàn)太陽(yáng)質(zhì)量以上的超大質(zhì)量黑洞。這些黑洞雖然自身不發(fā)光,但由于其強(qiáng)大的引力,周?chē)镔|(zhì)在快速落向黑洞的過(guò)程中以類(lèi)似“摩擦生熱”的方式釋放出巨大的能量,使得類(lèi)星體成為宇宙中最耀眼的天體。天文學(xué)家通過(guò)大型巡天已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了20多萬(wàn)顆類(lèi)星體,然而其中距離超過(guò)127億光年的類(lèi)星體只有40個(gè)左右。
類(lèi)星體的顯著特點(diǎn)是具有很大的紅移,表示它正以飛快的速度在向地球遠(yuǎn)離。類(lèi)星體離地球很遠(yuǎn),大約在100億光年以外,可能是目前所發(fā)現(xiàn)最遙遠(yuǎn)的天體,天文學(xué)家能看到類(lèi)星體,是因?yàn)樗鼈円怨狻o(wú)線(xiàn)電波或x射線(xiàn)的形式發(fā)射出巨大的能量。
一類(lèi)星體在照相底片上具有類(lèi)似恒星的像,這意味著它們的角直徑小于1″。極少數(shù)類(lèi)星體有微弱的星云狀包層。還有些類(lèi)星體有噴流狀結(jié)構(gòu)。
二類(lèi)星體光譜中有許多強(qiáng)而寬的發(fā)射線(xiàn),包括容許譜線(xiàn)和禁線(xiàn)。最經(jīng)常出現(xiàn)的是氫、氧、碳、鎂等元素的譜線(xiàn),氦線(xiàn)非常弱或者不出現(xiàn),這只能用氦的低豐度來(lái)解釋。普遍認(rèn)為,類(lèi)星體的發(fā)射線(xiàn)產(chǎn)生于一個(gè)氣體包層,產(chǎn)生的過(guò)程與一般的氣體星云類(lèi)似。類(lèi)星體的發(fā)射線(xiàn)很寬,說(shuō)明氣體包層中一定存在猛烈的湍流運(yùn)動(dòng)。有些類(lèi)星體的光譜中有很銳的吸收線(xiàn),說(shuō)明產(chǎn)生吸收線(xiàn)的區(qū)域里湍流運(yùn)動(dòng)的速度很小。
三類(lèi)星體發(fā)出很強(qiáng)的紫外輻射,因此,顏色顯得很藍(lán)。光學(xué)波段連續(xù)光譜的能量分布呈冪律譜形式,為輻射強(qiáng)度,v為頻率,α為譜指數(shù),常大于零。光學(xué)輻射是偏振的,具有非熱輻射性質(zhì)。另外,類(lèi)星體的紅外輻射也非常強(qiáng)。
四類(lèi)星射電源發(fā)出強(qiáng)烈的非熱射電輻射。射電結(jié)構(gòu)多數(shù)呈雙源型,少數(shù)呈復(fù)雜結(jié)構(gòu),還有少數(shù)是致密的單源,角直徑小于0″.001,至今都未能分辨開(kāi)。致密源的位置通常都與光學(xué)源重合。射電輻射的頻譜指數(shù)α平均為0.75。
一般,α>0.4的稱(chēng)陡譜;α<0.4的稱(chēng)平譜。陡譜射電源多數(shù)是雙源;平譜射電源多數(shù)是致密單源,它們的厘米波段輻射特別強(qiáng)。
五類(lèi)星體一般都有光變,時(shí)標(biāo)為幾年。少數(shù)類(lèi)星體光變很劇烈,時(shí)標(biāo)為幾個(gè)月或幾天。從光變時(shí)標(biāo)可以估計(jì)出類(lèi)星體發(fā)出光學(xué)輻射的區(qū)域的大小幾光日至幾光年。
類(lèi)星射電源的射電輻射也經(jīng)常變化。觀測(cè)還發(fā)現(xiàn)有幾個(gè)雙源型類(lèi)星射電源的兩子源,以極高的速度向外分離。光學(xué)輻射和射電輻射的變化沒(méi)有周期性。
六類(lèi)星體的發(fā)射線(xiàn)都有很大紅移。迄今為止,觀測(cè)到的最大紅移為3.53。對(duì)于有吸收線(xiàn)的類(lèi)星體來(lái)說(shuō),吸收線(xiàn)紅移z吸一般小于發(fā)射線(xiàn)紅移z發(fā)。有些類(lèi)星體有好幾組吸收線(xiàn),分別對(duì)應(yīng)于不同的紅移,稱(chēng)為多重紅移。例如,類(lèi)星體PHL957的發(fā)射線(xiàn)紅移為2.69,吸收線(xiàn)紅移有五組:2.67、2.55、2.54、2.31、2.23。
張明陽(yáng)一邊學(xué)習(xí),一邊將后面的一百七十六條觀測(cè)信息整理出去,準(zhǔn)備在星圖上進(jìn)行標(biāo)記,中途老奶奶讓他吃飯,他都沒(méi)的時(shí)間吃。
一直整理到晚上七點(diǎn),老奶奶見(jiàn)他還沉迷其中,問(wèn)他要不要在這里休息?
“奶奶,您能不能幫我找一張床,我想在您這里寄宿一天。”
“當(dāng)然可以,你就在這房間里睡吧,想住幾天就住幾天,我太婆一個(gè)人,也正好有找人陪我聊聊天。”
說(shuō)完,老奶奶從隔壁房間里拿來(lái)幾張被子,“這里晚上冷,晚上多穿點(diǎn)?!?
“謝謝奶奶。”
簡(jiǎn)單吃完晚飯,張明陽(yáng)繼續(xù)開(kāi)始整理,后面的數(shù)據(jù)有點(diǎn)多,他要一邊學(xué)專(zhuān)業(yè)詞匯,一邊計(jì)算數(shù)據(jù)。
通過(guò)這短短的一天,張明陽(yáng)對(duì)前幾條數(shù)據(jù)也有些基本了解,他發(fā)現(xiàn)自一九八零年開(kāi)始,越往后的數(shù)據(jù)都在變化。
結(jié)合類(lèi)星體的知識(shí),他了解到類(lèi)星體的絕對(duì)星等Mv在-25---33等之間,這可推論出其光度在1012--1014L⊙之間,這代表類(lèi)星體是宇宙最亮的天體;它們是遙遠(yuǎn)活躍星系的極亮核及塞佛特星系、N星系及電波星系強(qiáng)烈活動(dòng)的延續(xù)。
這些的星系的輪廓只有在最近的類(lèi)星體3C273的光學(xué)影像中被辨認(rèn)出,呈現(xiàn)模糊、擴(kuò)張、云霧狀的斑點(diǎn);通常星系被比它亮很多的核的光芒所掩過(guò),而呈現(xiàn)類(lèi)星體的現(xiàn)象。
只有以極靈敏的CCD偵測(cè)器及現(xiàn)代影像擴(kuò)大技術(shù),這才比較有可能測(cè)出那些z≦0.5的類(lèi)星體及和它有關(guān)的星系。
減去類(lèi)星體光度后的星系絕對(duì)星等在-21---23等之間,是直徑40--150kpc的橢圓星系或漩渦星系。觀測(cè)結(jié)果認(rèn)為有強(qiáng)電波輻射的類(lèi)星體可能屬于橢圓星系,而無(wú)電波類(lèi)星體則屬于漩渦星系。
通過(guò)文件里記錄的數(shù)據(jù),后面有了一個(gè)大體推測(cè),最早的數(shù)據(jù)分析接受到的射電波是來(lái)自橢圓星系。
其實(shí)這還不是最重要的,數(shù)據(jù)里有一點(diǎn)很奇怪,隨著時(shí)間的推移,射電波的位置正沿著赤經(jīng)緯線(xiàn)快速移動(dòng)。
按照他學(xué)到的知識(shí),某些類(lèi)星體中,其分立的子電波源間出現(xiàn)分離的相對(duì)速度快過(guò)光速的超光速運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。例如3C273;由巨大天線(xiàn)陣從1977年到1980年,以波長(zhǎng)2.8cm的無(wú)線(xiàn)電波波段觀測(cè)結(jié)果顯示,其分立兩子電波源間分離速度高達(dá)11倍光速。
雖然,光速是物體運(yùn)動(dòng)速度的極限也是能量傳遞速度的極限;認(rèn)為是由類(lèi)星體中心母體噴出兩股相反方向的粒子流,它照在星際介質(zhì)上,從而激起電波輻射;因此,只要中心母體有小小的擺動(dòng),粒子流照射所激起的輻射區(qū)就會(huì)迅速的移動(dòng);如此看來(lái),這兩輻射區(qū)相離速度超過(guò)光速就大有可能了。
雖然這種超光速現(xiàn)象大有可能,可按照文件里記載的數(shù)據(jù),計(jì)算比對(duì)后發(fā)現(xiàn),這已經(jīng)不是十幾倍光速了,而是億倍速度。
其中從一九八零到一九八三年,這三年間地心射電望遠(yuǎn)鏡一共接收到了十七次,距離從一開(kāi)始的兩百三十億光年縮減到了二百二十三光年,三年間前進(jìn)了七億光年,這速度讓文件的記錄者都驚呼神奇。
而且,發(fā)出射電波的類(lèi)星體還在提速,它就像一臺(tái)汽車(chē),前三年只是加速前的預(yù)熱。
“這也太神奇了?”
在整理文件期間,張明陽(yáng)也了解到了一些關(guān)于類(lèi)星體有趣的假設(shè)。
關(guān)于它的建造原理,在宇宙中超高速運(yùn)行具有星系核的星系,當(dāng)它追及到另一個(gè)具有星系核的星系時(shí),如果兩者的運(yùn)行速度相近,就會(huì)相互吞噬,形成了一個(gè)更大的星系。倘若這兩個(gè)星系的星系核相遇,就會(huì)相互繞轉(zhuǎn)而形成一個(gè)質(zhì)量更大的高速旋轉(zhuǎn)的星系核。這個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的星系核就像一個(gè)巨大的發(fā)電機(jī),從它的兩極爆發(fā)出能量強(qiáng)大的粒子流向遠(yuǎn)方噴射。
星系核的能量越大,噴射粒子流的流量也就越大,噴射得也就越遙遠(yuǎn)。類(lèi)星體在噴射高能粒子流的時(shí)候,會(huì)消耗其自身的能量,然而,當(dāng)它俘獲了其它星團(tuán)或者星系以后,就會(huì)增添能量。類(lèi)星體在宇宙里超高速運(yùn)行的過(guò)程中,吞噬了它所遇到的所有天體。類(lèi)星體是宇宙中最明亮的天體。
除了建造假設(shè),還有一些對(duì)類(lèi)星體能源的假說(shuō)。
黑洞假說(shuō):類(lèi)星體的中心是一個(gè)巨大的黑洞,它不斷地吞噬周?chē)奈镔|(zhì),并且輻射出能量。
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