本文全文发表在《中国国家天文》2008年第8期,请勿转载
7。类星体红移不再是谜
在上世纪六十年代,发现了一种叫做类星体的天体。对于星系来说,我们能看到它的大小,而类星体看上去只是一个点,其体积很小——大约只有太阳系大小,红移却颇高,如果这个红移是宇宙学红移,那就意味着类星体非常远,它要被我们看到就一定非常亮,释放的能量大于整个星系(几百亿颗恒星)的能量,这在当时看来很神秘。因此,阿尔普(Arp)、伯比奇夫妇、霍伊尔等几名天文学家主张,与星系红移不同,类星体的红移未必是宇宙学红移。阿普找到了一些例子,比如几个红移相差很远的类星体排成一条直线,或者某个红移很高的类星体与一个星系间似乎有物质桥相连,以此证明类星体可能是被星系高速抛射出去的,它们的红移不是真正的宇宙学红移。但是,绝大多数天文学家则认为,这种排列只是巧合,而所谓物质桥可能并不存在,只是该次观测时望远镜光学上的一些问题所致。而且,如果类星体真是物质抛射造成的,我们应该也能看到蓝移的类星体,而实际上并未发现,因此这种假说是站不住脚的。
阿尔普等人都是著名的天文学家,他们的学说作为标准宇宙学理论的对立面在当时引起过广泛的关注,很多新闻报道和科普文章都介绍过他们的这些观点。而且,我国的天文学家也曾与他们中的几位有很好的合作关系。可能部分由于这些原因,在我国的很多科普书籍和文章中直到今天也还常常把类星体的红移作为一个谜来介绍。其实,他们的理论从一提出来就不被大多数天文学家所接受,而且高红移类星体的巨大亮度也有很合理的解释。一般认为,在星系的中心存在着大质量的黑洞,物质在坠入这些黑洞的过程中会释放大量的能量,完全足以解释类星体的巨大光度。这个理论模型在上世纪六十年代就已被提出了,但当时的观测比较少,证据不多,比如当时还没有看到类星体处在星系的中心——由于类星体很亮,加上大气折射造成的影像模糊,很难观测到类星体所处的比较暗淡的星系。但是,现在利用空间望远镜可以看到一些类星体所处的宿主星系(host galaxy)。另外,赛弗特星系(Seyfert galaxy)的很多性质与类星体相似,只是亮度小一些,但从形态上看这也只是普通的旋涡星系,这都为类星体的标准解释提供了证据。对于类星体吸收线的研究也给出了星系际介质演化的图象,这个图象也与标准理论给出的图象一致。因此,除了阿尔普等个别人(因为是四个人,有时被戏称为天文界的“四人帮”)坚持自己的观点不改,继续反对标准解释外,几乎所有天文学家都同意类星体的红移就是宇宙学红移。
我觉得,如果是专门介绍类星体研究的历史过程,当然可以把阿普等人的观点作为一个学派加以介绍。但在一般介绍宇宙学或类星体的科普中,不宜再把类星体的红移作为一个谜来介绍,特别是在篇幅不大的介绍中一般也没有必要去专门介绍阿普等人的理论。对类星体的介绍应该与时俱进,转向今天的研究前沿。
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