本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
五十年前,在《自然》雜誌上,天文學家馬丁·施密特發表了一篇簡短的論文,指出一個名為 3C 273 的類星體物體離我們太遠,不可能是銀河系中的恆星。加州理工學院的施密特根據光譜觀測得出結論,該物體很可能非常遙遠(約 20 億光年之外),因此非常明亮。在施密特 1963 年的論文發表後不久,3C 273 及其類似的物體被稱為類星體,是“準恆星”物體的簡稱。
在類星體作為遙遠燈塔被揭開面紗五十週年之際,它們的秘密仍然尚未完全解開,加州大學聖巴巴拉分校的物理學家羅伯特·安東努奇在 3 月 14 日的《自然》雜誌上指出。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)“在過去的五十年裡,我們在理解類星體方面取得了良好的進展嗎?”安東努奇寫道。“我認為沒有。”
現在,類星體的一般圖景相對而言沒有爭議——遙遠星系中心的巨型黑洞吞噬氣體甚至附近的恆星,因此在整個電磁頻譜中發出明亮的光芒。這些活躍星系核(AGN),正如它們所知的那樣,也可以發射高速粒子噴流,就像類星體 3C 273 的情況一樣。
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安東努奇的抱怨是,對類星體的一般天體物理理解並沒有變得更加詳細。“天文學家在探測遙遠的類星體方面樂此不疲,隨著技術的進步,他們越來越接近宇宙大爆炸,”他寫道。“但他們尚未理解類星體如何發出如此巨大能量的詳細物理原理。”懸而未決的問題包括:類星體噴流中到底有哪些粒子?有多少能量分別進入噴流的電場和磁場?以及圍繞黑洞旋轉的物質吸積盤中到底發生了什麼?
他寫道:“我看到關於 AGN 的嚴肅理論論文越來越少,但越來越多的人努力在調查中尋找更多的類星體。“似乎在放棄理解 AGN 之後,現在社群專注於更適度的目標,即計算它們的數量。”
儘管如此,情況比 1971 年要好一些,當時施密特與人合著了一篇發表在《大眾科學》上的文章,該文章仍然不得不反駁類星體是附近的奇異物體,而不是最初提出的且現在被廣泛接受的遙遠 AGN 這一觀點。不過,一些措辭與安東努奇今天的評論驚人地相似。“至於類星體中觀察到的巨大能量的最終來源,並不缺乏假設,”施密特和《大眾科學》的弗朗西斯·貝洛寫道。“對於輻射機制也沒有達成一致……解決這些問題是當今天文學的主要挑戰之一。”