宇宙中最神秘的类星体：到底是啥？没人知道

类星体是20世纪60年代的天文学；大发现rdquo一个。

在此之前，天文学家一直在观察夜空中的一些亮点。它们看起来像一个光点，像一颗星星，但很多特征不像星星，所以一开始就很神秘。

在室女座星系团中，隐藏着这样一个奇怪的天体。从地球上看，3c 273物体看起来像一颗附近的恒星。

但是当科学家研究它的光时，他们有了惊人的发现:它非常遥远。它不仅不在我们的星系中，也不在科学家能看到的任何星系中。它离我们有十亿光年远！

如果它离我们这么远却这么亮，那么它一定是宇宙中最亮的天体。

这就是为什么这些事情一直保持神秘的原因。这些天体非常明亮。虽然它们离我们很远，但在我们看来它们就像附近的星星。

所以被称为类星天体，简称ldquo类星体rdquo。

但是它们是什么呢？通过对类星体更详细的观察，科学家发现它们并不是来自任何随机的地方，而是总是来自星系的核心。

类星体是来自非常遥远星系的超亮核心。我们能看见它们是因为它们不可思议的力量。

一个类星体比整个星系还要耀眼，产生的能量相当于把几千亿颗恒星的这些能量全部集中在一个源上。

人类在地球上见过的最有能量的事件之一，就是历史上爆炸力最强的原子弹。

根据科学家的计算，类星体每秒释放的能量比这多1万亿倍。

它只是把巨大的能量集中在非常非常小的体积里。

但是什么能产生如此明亮和充满活力的东西，却不是很大？

什么能驱动这样的东西？

科学家认为，类星体中隐藏的一定是一个非常强大的引擎。宇宙只有一个东西，质量足够大，密度足够大mdashmdash黑洞。

这是宇宙中科学家知道的唯一可以为类星体提供能量的东西。

当比太阳大25倍的恒星在与引力的长期斗争中失败时，它们将遭受灾难性的坍缩。所有不可思议的品质，压缩成一个点helliphellip于是黑洞诞生了。

黑洞是独特的。它们的质量和密度都非常高，它们用如此大的质量填充了一个非常小的空间，以至于极大地扭曲了空间，创造了一个被称为视界的区域。

这些怪物的边界，也就是视界，是一个无法退回的点。任何越过那条线的东西都不会回来，甚至是光！

所以当光试图自由穿越时空时，空间和时间会向后弯曲，这意味着光永远无法逃脱。

在宇宙中，黑洞的质量从比太阳大三倍的普通黑洞到超大质量黑洞不等。类星体应该是科学家在宇宙中见过的最大的黑洞。

这里的超大质量是一个比太阳大几十亿倍的黑洞。这几乎是想象力的极限了。

黑洞，顾名思义，就是黑色的。怎么会亮呢？它比整个星系都要亮。

的确，黑洞是贪婪的食客。它们将气体和尘埃拖入黑洞，并在其周围形成一个物质环。科学家称之为吸积盘。把它想象成一个巨大的物质漩涡，正试图落入一个超大质量黑洞。

但是物质不可能一下子全部掉进去，所以圆盘上会有很大的摩擦力。这种摩擦力随着气体和尘埃的加速而增加，这个速度不会比光速小很多。

如果你能以接近光速的速度搓手，那么你的手就会完全蒸发。

因此，吸积盘中的物质可以被加热到几百万度。物质受热时会产生辐射，这就是我们所说的光。

银河系的中心正在发光，几十亿光年外都能看到。那是物质密度和温度上升的地方，也就是类星体。

因此，黑洞虽然是宇宙中最暗的物体，但也为宇宙中最亮的物体提供能量。

类星体图像

类星体几十年来一直困扰着天文学家。虽然类星体是宇宙中最亮的物体，但它们通常是不可见的。

2015年11月2日，天文学家利用原子大毫米波阵列ldquoRdquo去观察宇宙中最明亮的星系。

一个名为w2246的类星体发出的光相当于350万亿个太阳的亮度，但我们的眼睛是看不见的。

因为红外线不可见，所以不是普通星系而是ldquo热狗银河rdquo。

ldquoRdquo这意味着模糊的星系被星际尘埃云包围，因此来自这个类星体的不可思议的光隐藏在我们的视野之外。

当黑洞周围有太多物质时，类星体会被完全屏蔽。类星体的可见光被厚厚的尘埃云吸收。而能量较低的红外线却能逃逸，在这个波长上亮度惊人。

科学家发现宇宙中一半最亮的类星体来自ldquo热狗银河rdquo。

2017年，智利洛斯坎帕纳天文台的科学家们将望远镜对准了宇宙中最古老的地方。

在那里，他们发现了一个类星体。这个类星体形成于大爆炸后大约6-7亿年。

智利洛斯坎帕纳天文台

而这个黑洞的质量大约是太阳的8亿倍。这是迄今为止发现的最古老的类星体。

对此，科学家们非常震惊:这样一个庞然大物怎么可能在宇宙诞生后这么快就产生了？

那时，宇宙基本上只是氢和氦的混合物。

我们知道类星体是由超大质量黑洞提供动力的，但在宇宙演化的早期阶段发现如此大的黑洞是一个巨大的谜。

在天文学中，有一个很大的未解之谜:这些超大质量黑洞是如何形成的？它们在早期宇宙中是如何形成的？

黑洞是贪婪的吞食者。它可以吞噬一切靠得太近的东西，然后变得越来越大。它们以惊人的速度吞噬成长，永远不会停止饥饿。他们很贪婪。

但是，这个增速再快，也是有限的。科学家认为，宇宙诞生十亿年后，黑洞应该没有足够的时间达到十亿个太阳的质量。

10亿年对人类来说太长了，基本相当于永恒。对于宇宙来说，10亿年才刚刚开始，但是对于黑洞来说，时间太短了。

所以超大质量黑洞除了吞噬一定还有其他过程，导致了它们的形成。科学家们现在认为，这些庞然大物是由更小的种子黑洞进化而来的。

黑洞通常是由质量约为太阳25倍或更大的恒星爆炸形成的。它只是一个小黑洞，而要产生超大质量黑洞，你需要一颗超大质量恒星，一颗由早期宇宙原始气体产生的恒星。

这些巨大的星云主要由氢和少量氦组成，氦基本上是全部。随着物质冷却，它们将坍缩成这些巨星。mdash太空中一颗巨大的氢原子星。

这些超级巨星长得快，死得早。它们死后，这些种子黑洞就形成了。

但是这里有一个问题。似乎即使是这些超大质量恒星也无法产生足够大的种子黑洞。所以一定有其他方法在不到10亿年的时间里产生一个10亿太阳质量的黑洞。否则，宇宙如何能从厚厚的气体云中创造出超大质量黑洞？

有一种理论认为超大质量黑洞只有一次大坍缩事件，科学家称之为直接坍缩。

巨大的超高密度氢云聚集在一起，引力逐渐增大，把更多的气体拉进来，然后越来越密。

直到气体在自身重量下崩溃。没有形成恒星，而是直接挤进了超大质量黑洞。

这个巨大的怪物周围开始形成一个星系，气体流向中心，温度越来越高，直到类星体爆炸。

直接坍缩成一个想象中的黑洞图

它们如此明亮，以至于我们今天都能在130亿光年之外看到它们。

这些现在都只是想法，没有得到证实，所以还不能称之为科学理论。

随着越来越多类星体的发现，科学家对早期宇宙及其星系的了解越来越多。它看起来像一个和平的星系，但仔细观察后，我们可以发现一些极端的暴力和破坏。

巨大的伤疤从它们的中心延伸到数万光年之外。

是什么造成了这样的破坏？

科学家用多种波长观察后发现了ldquo罪魁祸首rdquo。两股巨大的能量流从银河系核心的类星体中心喷射出来。它们穿过星系进入太空，在周围的气体中制造出空洞。

喷射出来的能量是惊人的，所到之处都化为乌有。

想象一下这些类星体喷流中包含了多少能量。有些物质的质量可以是太阳的许多许多倍。然后把它们加速到接近光速的速度，跨越几十万光年扔出去。

粒子被类星体的核心加压，扭曲成密集的能量束，并被加热到数万摄氏度，以每小时数百万英里的速度移动。

普通类星体已经很厉害了，但是有喷流的类星体就是这么厉害。Rdquo of off the charts走吧。

将数十亿或数万亿颗恒星的能量集中成一条狭窄的喷流，基本上就像死亡射线一样，穿越宇宙。

类星体喷流

如果你离它太近，而且它就在它的路线上，那么你就看不到这篇科普文章了。

受影响的不仅仅是星系和周围的气体。这些喷气式飞机比死星更强大。

它们不仅会摧毁与之擦肩而过的行星，还会摧毁恒星，甚至整个恒星系统。

这就是银河3c 321发生的事情。

可见光下的银河3c 321

在可见光下，科学家看到的只是一对星系。但是在各种波长中，科学家们看到较大的星系发出巨大的死亡射线，并穿透较小的邻近星系。

多波长的星系3c 321

这些喷流在太空中飞行的距离令人难以置信，已知最长的喷流约为140万秒差距。100万秒差距大约是300万光年，所以从一端到另一端大约是500万光年。

喷流将撞击星系间介质，发出巨大的冲击波，形成巨大的蓬松云。

Pictor A星系是典型的被类星体摧毁的星系。

Pictor星系

它看起来像一个棉签，有一个狭窄的喷口，两端有又大又肿的东西。

科学家还发现，似乎有喷流的类星体是非常罕见的物种。只有10%的类星体是这样，没有人真正知道为什么。

然而，至于强大的喷流是如何产生的，科学家们尚未阐明这里发生的天体物理学。目前最好的解释是喷流来自吸积盘。

当气体落入超大质量黑洞时，它移动得更快更热。当气体被加热到极端温度时，就会变成等离子体，充满了电磁带电粒子。

当超大质量黑洞周围区域存在快速运动的带电粒子时，就会产生强磁场。磁场逐渐增强，围绕着黑洞。这种强磁场会将自己包裹在黑洞周围，吸积盘中的任何带电粒子都会沿着这些磁场的路径运动。

有磁场的物体有一个磁极，这是物体可以逃逸的地方。物质纠缠在一起，螺旋上升，被推入喷射流。这个过程中压力很大，这些磁场很强。它们被旋转的黑洞紧紧纠缠在一起，最后的结果是一个扁平的非常强大的喷流。喷流以99%的光速从黑洞的两极喷出。

这些类星体就像巨型发电机，将引力能转化为磁能，磁能在喷流发射过程中转化为动能。当它们携带着巨大的能量时，在穿越宇宙的过程中可以被清晰地探测到。

科学家认为类星体的形成需要数百万年。到目前为止，科学家已经发现了超过20万个类星体。

2016年6月，科学家又发现了一个。然而，这一次非常不同。它在500天内点燃了helliphellip

用宇宙学术语来说，只是一眨眼的功夫。这太奇怪了。

你知道，类星体是星系尺度的东西。通常，当我们想到天文学时，我们想到的天文时间尺度是很长的，一般我们看不到实时发生的事情。

所以当科学家们在宇宙中看到这些不可思议的引擎时，启动它们并在几个月或几年内改变它们的本质有点可怕。

是什么触发了类星体的点燃？

科学家现在推测类星体可能是星系生命的自然组成部分。星系不是固定不变的东西，它们是不断变化和进化的。

一年之内，一个星系可以从正常状态变成活动状态。

大多数科学家认为，星系将经历包括类星体形成在内的发展阶段。类星体是星系成长的正常部分。

类星体的行为就像处于叛逆期的青少年，他们会发脾气。这时候它们会发光，吃的速度惊人。

那么是什么触发了这种转变呢？什么在开启和关闭类星体？

科学家认为与气体进入星系中心有关。当物质进入黑洞时，黑洞只是在那里等待，然后它就亮了。

那么类星体在哪里找到足够的气体来享受呢？

要开启类星体，需要一定的条件。首先需要一个超大质量的黑洞，大量的物质需要倾倒在上面。

那么在什么情况下会有大量的物质被倾倒在黑洞上呢？星系碰撞！

星系不是固定在一个地方的。他们在太空中移动。有时，它们会发生碰撞。

科学家认为核心处的超大质量黑洞会发生碰撞合并，合并星系的气体供应会流向新的超大质量黑洞。

当这两个星系合并时，新的黑洞有了新的食物，这是一个全新的ldquo餐rdquo，一个全新的ldquoRdquo自助餐；。

然后，气体将螺旋进入，被加热到几百万度，星系核将变亮，从而类星体诞生。

星系的合并似乎为类星体的形成提供了最好的条件。

超大质量黑洞的合并

但是当天文学家研究这些不寻常的类星体的快速点火时，他们没有发现星系合并的证据。一定是别的东西引发了他们。

当我们考虑一个典型类星体的大小时，科学家认为它需要几年时间才能真正开始。

那么，什么可以加速这个过程呢？一种观点认为黑洞周围的气体圈就是吸积盘，内部发生了灾难性的事件。

一个活跃的类星体意味着黑洞正在吞噬一些东西，所以当你看到类星体启动时，你就知道黑洞周围发生了非常严重的事情。

也许吸积盘里有什么东西掉进去了，或者甚至一颗恒星靠得太近了。吸积盘不仅仅是气体和尘埃，黑洞会把一切都拖进去，不管是恒星还是气体。

黑洞的巨大引力可以将恒星撕成碎片，并在吸积盘中产生突然的能量激增。

或者，一颗爆炸的恒星可能是类星体点燃的催化剂。因此，有可能是一颗超新星在吸积盘中爆炸，造成了物质的雪崩。

这些物质会突然落入黑洞。在这两种情况下，突然涌入的热空气会加热吸积盘，然后启动类星体。

一旦被激活，类星体可以闪耀数百万年，并释放能量和破坏性的喷流。

因此，要形成类星体，我们首先需要一个星系，然后在星系的中心有一个超大质量黑洞。我们还需要气体，也就是需要落入黑洞创造类星体的物质。

我们生活在一个星系中。mdash银河。它的中心有一个超大质量黑洞。附近有气体在它周围跑，听起来不太好。

我们的未来看起来并不光明。如果喷流流经银河系，热量和宇宙风从核心喷发出来，就会有问题。mdash我们会活下来吗？

我们习惯于认为我们的星系是和平的，却不知道我们的星系曾经有过暴力的过去。

最近的发现表明，有两个巨大的气泡从我们星系的中心发出。这些气泡充满了热气，它们正以每小时200万英里的速度远离我们的星系。

这些泡沫是巨大的。它们的大小与银河系相当，长度为50，000光年。它们是巨大的，如果你想把它们画在天上，它们会从一个地平线延伸到另一个地平线。

远离银河系的两个巨大气泡。

这些气泡看起来类似于在遥远的星系团中看到的气泡，例如ldquo海德·阿德科；。

随之而来的一个大问题是:是什么把气体放在那里的？是什么让这种气体如此之热？它可以在远离星系的地方爆发？

一种可能性是它是由银河系历史上的一个活跃阶段驱动的。

在银河系遥远的中心，隐藏在气体和云层下的是一个巨大的超大质量黑洞，叫做人马座a。

现在，很安静。它是死了还是睡着了？

唯一能让这些巨大物质在银河系上下运动的，就是来自银河系核心的巨大喷流。这听起来像类星体吗？

但与九头蛇A不同，这些喷出的气体并非来自数亿年前。这些喷流在过去的600万年里爆发过。

我们在宇宙中看到的几乎所有类星体都很遥远。这意味着它们都是遥远的过去。

但这是最近的一次活动，就在六百万年前。这意味着我们银河系中心的黑洞还在吞噬。

科学家一直认为银河系是静止的，就是不会吃太多。现在发现它还是很活跃的。所以，科学家认为一定有什么东西打破了它的平静。也许是一群不幸的明星靠得太近了。

不管怎样，这个沉睡的人马座A狼吞虎咽地吃了一顿新的，然后猛地醒来。它的喷射从星系中喷射出超过10万亿吨的气体。

幸运的是，我们星系中的超大质量黑洞比典型的类星体要小得多，这只是一次小爆炸。

但是我们沉睡的巨人可能会再次醒来。类星体事件比以前更大更危险，总有一天这样的事情会发生。

星系的碰撞可以触发类星体，而现在，我们知道有一个星系正向我们走来，那就是我们的星系邻居mdashmdash仙女座星系。

它以每秒70英里的速度向我们移动，大约40亿年后，两个星系将发生碰撞。

两个星系都有超大质量黑洞。我们星系的超大质量黑洞质量是太阳的四五百万倍，而仙女座星系的超大质量黑洞质量是太阳的20倍。

最终，这些黑洞会开始围绕彼此旋转，它们注定会合并。新的黑洞将比人马座a大得多。

而这颗超巨星将有新的气体可以消耗，这将是一次银河系不可思议的爆炸。它甚至可能是银河系整个生命周期中最大的一次爆炸。

类星体诞生的爆炸可能比我们以前经历过的任何爆炸都要大得多。在合并的混乱中，我们的太阳系可能会迁移。

如果太阳系移动到星系和类星体的核心，我们不仅可以目睹星系的碰撞，还可以看到更多令人惊叹和可怕的事情。类星体启动了。

我们越靠近，景象越壮观。它看起来像天空中的一个明亮的光源，几乎像第二个太阳。美丽的景色将伴随着难以置信的高温。

类星体风对地球意味着:大气层会被剥离，海洋会沸腾，脚下的岩石会融化。此时，地球上再也不会有生命了。

这个新点燃的类星体可能非常强大，它将从银河系中心释放出数万亿吨气体。

在未来，类星体可以将所有正常物质踢出星系。没有正常物质，就不会有新的恒星、行星，也不会有人类和文明。

类星体具有可怕的破坏力，这似乎是星系的噩梦。但是科学家现在发现了它们的另一面。

类星体拥有巨大的能量，它们释放出难以想象的能量，可能会导致其环境出现混乱。但这对一个健康的星系来说可能至关重要。甚至可能为生命创造条件。没有他们，我们就不会在这里。

科学家发现类星体具有破坏性，但我们周围的宇宙很有可能是由类星体塑造的。

是恒星和星系的本质，但一切都有节制。如果明星太多，可能会出问题。

有很多新星形成，这是好事，但太多了就不好了。当新的恒星诞生时，它们中的许多都是又热又大的蓝色恒星，但最终，这些年轻的热恒星将开始死亡。当它们死亡时，会以超新星的形式剧烈爆炸。

将会有新的黑洞，新的喷流和气体在星系中振动。所有这一切，事实上，会杀死银河系，

新恒星形成的爆炸会让星系变得狂暴混乱。恒星和行星将被超新星和黑洞的强辐射摧毁。

所以，如果任其发展，星系会自己耗尽。

但是一些星系有一个宇宙守护者，创造了一个安静和平的社区。

当一个星系将要形成一堆恒星时，它需要冷却气体，氢分子。而类星体绝对不冷。一旦类星体出现在星系中心，就会影响那些恒星的形成。

因此，低温气体在星系中的命运与整个星系中恒星的形成密切相关。

科学家认为，类星体在其周围沉积了大量的能量，它们可以通过加热来防止非常冷的气体的形成。

类星体将大量热量输送到它们的环境中，一种方式是通过一种叫做类星体风的极端宇宙飓风；另一种光明的风。

超大质量黑洞周围旋转的物质盘为这些轻风提供了大量的能量。这些微风可以推动星系核心的尘埃和气体，并迅速将其推出。

这些ldquoRdquo它可以非常快。这种ldquoRdquo这不是我们习惯的那种风。它实际上是一股高能粒子流。

在某些情况下，这些粒子可以以每小时数亿英里的速度移动。星系中形成恒星的冷物质将变得炽热而混乱。

本来这些和平的氢分子云在引力作用下会坍缩，现在却被一个巨大的类星体风扰动，使得星系的温度上升了很多，最后星系形成了恒星猝灭的现象。

所以整个星系新恒星形成的速度会比我们预期的慢。在宇宙的武器库中，类星体是压制恒星的武器。

此外，类星体还有另一种传热方式。当一个星系的超大质量黑洞喷出类星体风时，喷出物就像一辆卡车在积雪的街道上铲雪一样，会将物质推开。

喷流将气体推向星系边缘，释放出巨大的能量。他们把气体吹走，结果，它阻止了恒星的形成。

类星体变化无常，喷流的作用比看起来更复杂。在某些情况下，它们甚至可能负责制造恒星，这被称为喷流触发的恒星形成。

2017年，天文学家用ldquoRdquo新恒星的形成是在凤凰星团中心喷流的尾流中发现的。

ldquoRdquo新恒星的形成是在凤凰星团中心喷流的尾迹中发现的。

喷流驱使恒星形成气体，那么它们是如何导致恒星形成的呢？

科学家认为，就像吹雪机一样，雪被压在一起。有了这些ldquoRdquo或者冷分子气体，恒星就会在星系中诞生。

所以类星体是矛盾的，有时会造成毁灭，有时会创造。它们甚至似乎给星系带来了平衡。

然而，如果它们继续喷出气体，它们将永久阻止恒星的诞生，然后杀死它们的星系。

幸运的是，他们在造成致命伤害之前就停止了。最后，当星系中心的气体耗尽时，它像电灯开关一样关闭了类星体。

类星体的燃料是冷却气体。吹走它的燃料后，类星体本身就会死亡。气体再次冷却，恒星开始再次形成。

但冷却后的气体也会流回超大质量黑洞，从而为类星体的重新点燃提供新的燃料。

所以黑洞在很多方面可以自动关闭。就像你家客厅的恒温器，如果房间太冷，恒温器就会启动。当温度上升到一定程度时，房间就会变得太热，然后恒温器就会关闭。

当类星体开始时，恒星将停止形成，当类星体关闭时，恒星将恢复形成。

因为类星体有调节恒星形成的能力，所以不会有太多的恒星同时形成。类星体通过调节恒星的形成来控制星系未来的恒星形成。

所以科学家认为类星体异常暴力，但事实上，它们比你想象的要微妙优雅得多。

类星体的活动很可能对星系的发展至关重要。所以在这个意义上，类星体的活动产生了一种平衡。

类星体是年轻星系的必经之路，它们从混沌恒星形成的青少年阶段逐渐过渡到成熟稳定的星系，就像我们的星系一样。

类星体的存在可能对星系的健康至关重要，但科学家认为它们在整个宇宙的星系演化中发挥着极其重要的作用。

类星体的研究可能有助于科学家了解星系和恒星的起源。类星体有助于创造稳定的星系，这些星系可以维持生命。

所以类星体虽然非常暴力，却是星系的一部分，也是星系演化的一部分。

有时候，为了创造，你必须先毁灭。类星体塑造了宇宙，没有它我们可能根本不存在。