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類星體。原圖鏈接

類星體（英語：quasar，/ˈkweɪzɑːr/，QSO或quasi-stellar object），是極度明亮的活躍星系核（AGN，active galactic nucleus）。類星體輻射的功率非常巨大，最強大的類星體的光度超過1041 瓦特，是普通銀河系的數千倍。天文學家已發現迄今最明亮、最刺眼的類星體 J043947.08+163415.7，光度達太陽 600 兆倍。

概述

"類星體"這個名詞源自於準恆星狀電波源（quasi-stellar[star-like] radio source）的縮寫，因為在1950年代發現這種天體時，被認定為未知物理源的電波發射源，當在可見光的照相圖中篩檢出來時，它們類似可見光的星狀微弱光點。類星體的高解析影像，特別是哈伯太空望遠鏡，已經證明類星體是發生在星系的中心，一些類星體的宿主星系是強烈的交互作用星系或合併中的星系。

超大質量黑洞

大多數星系核心都有一個超大質量黑洞，質量從百萬至數十億倍太陽質量不等，但有少數星系的核心光度異常高，在無線電、微波、紅外線、可見光、紫外線、X光、γ射線等波段都能觀測到，稱為活躍星系核（active galactic nucleus，AGN），而類星體就是能量最強大的活躍星系核。

距離雖遙能量巨大

與其它類型的活躍星系核，類星體的觀測性質取決於許多因素，包括黑洞的質量、氣體的吸積率、吸積盤相對於觀測者的方向、存在或沒有噴流、和被氣體和在宿主星系內宇宙塵的消光 (天文學)程度。類星體存在的距離非常廣泛（對應於範圍從Z<0.1至Z>7.0為最遙遠的類星體），類星體發現的調查證明類星體的活動在遙遠的過去更為常見。類星體活躍的高峰時期在宇宙對應於紅移大約2，也就是100億年前。

質量是太陽的億兆倍

在類星體和其它形式的活躍星系核，黑洞被氣態的吸積盤環繞著。當吸積盤中的氣體朝向黑洞墬落，能量就會以電磁輻射的形式釋放出來。截至2017年，發現已知最遙遠的類星體是ULAS J1342+0928，紅移z=7.54；觀測從這個類星體發出的光，觀測到當時的宇宙年齡只有6.9億歲。這個類星體中的超大質量黑洞是迄今為止發現的最遙遠黑洞。估計它的質量是我們的太陽的8億倍。

特性

元老級的星系團

科學家發現當某個星系（或星系團、黑洞）的位置恰好卡在地球與遙遠物體中間時，這個星系的重力會導致遙遠物體發出的光線沿著重力場「彎曲」，中間星系猶如一個透鏡，可以「放大」遠處天體達3倍、亮度則放大50倍 ，致使望遠鏡能看見百億光年外的宇宙元老，而類星體就具有這特性。類星體的本質，或許就是一個超大品質黑洞。被它吞噬的物質在落入黑洞之前，會因為升溫而發出光芒，這就是黑洞的吸積盤。而這些類星體顯然是非常強大的黑洞，因此吞噬的物質更多，吸積盤也就更加明亮。

探究

普勒效應

1960年，美國天文學家艾倫•桑德奇觀測意外發現神秘的天體，具有光學體非常小的特性但又非常明亮，不僅從可見光波段來說如此，在無線電波段也非常明亮甚至超過了一個星系的亮度，不是普通的星體，因此稱為類星體。

在物理學上的都卜勒效應，指的是一個波源在遠離或者靠近接收者的時候，接收者收到的波的頻率也會變化。我們生活中最常見的，就是救護車或者火車在靠近我們的時候，音調會越來越高；而遠離我們的時候，音調就越來越低。很多天體都在遠離我們，它們的光就會偏紅。這個現象，叫做天體的紅移現象。光學上類似的多普勒效應。遠離我們的光源，光的頻率會變低，看起來就偏紅；靠近我們的光源則頻率會變高，看起來偏紫。

這種現象日常生活中不會遇到，但是在宇宙中經常遇到。由於宇宙處於膨脹狀態，因此根據一個天體紅移的程度，也叫紅移值，可以判斷它們以多快的速度遠離我們，也就可以推測它們距離我們有多遠。通過對類星體紅移現象的觀測， 科學家們驚異地發現：類星體的移動速度竟然超過了光速，甚至有的達到了光速的7倍！而且，通過紅移值可以判斷，類星體普遍位於距離地球100億光年以外的宇宙深空。

最新發現

天文學家已發現迄今最明亮、最刺眼的類星體 J043947.08+163415.7，光度達太陽 600 兆倍，它的存在劃亮了早期宇宙的黑暗時期。

發現類星體 J043947.08+163415.7 之前，全宇宙最亮物體的紀錄保持者是另一個類星體 SDSS J0100 + 2802，距離我們 128 億光年，光度為太陽 420 兆倍；而迄今發現最明亮的星系則是 W2246-0526，距離地球 124 億光年，亮度達太陽 350 兆倍。新研究主要作者、亞利桑那州立大學美籍華裔天文學家樊曉暉（Xiaohui Fan）團隊，利用哈伯太空望遠鏡與重力透鏡效應發現了類星體 J043947.08+163415.7，且其中心黑洞質量達太陽數億倍。

形成恆星的速度更快

發現這些處於早期宇宙的類星體對天文學家而言非常重要，因為這意味著類星體形成恆星的速度比以前想像快，根據位於夏威夷的詹姆斯•克拉克•馬克士威（James Clerk Maxwell）望遠鏡觀測，類星體的宿主星系遍布熱塵，表明在類星體攪動下，可能促使星系每年生成逾 10,000 顆恆星；做個比較，銀河系一年只能生出一個。

雖然受到重力透鏡影響，難以精確測量遠方星系的恆星數量，但至少超遙遠類星體可以讓天文學家深入了解，超大質量黑洞如何影響早期恆星形成，為宇宙進化提供線索。目前，樊曉暉團隊正在分析歐洲南方天文台（ESO）甚大望遠鏡針對該類星體拍攝 20 小時的光譜，可以辨別出早期宇宙星系際空間（intergalactic）的氣體化學成分與溫度。新論文發表在《天體物理學》期刊。

外部連結

• Astronomers discover the brightest quasar ever discovered 天文學家發現有史以來最亮的類星體
• Brightest quasar ever seen discovered by Hubble, may be star-producing machine哈伯發現的最明亮的類星體可能是造星機器
• Brightest quasar ever found shines with the intensity of 600 trillion Suns有史以來最明亮的類星體以600萬億個太陽的強度發光
• Ultrabright Quasar Lit Up the Early Universe超亮類星體點亮了早期宇宙

影片

Gravitational lensing of distant quasar遙遠類星體的引力透鏡

研究：類星體在恆星誕生前就可將其吞噬

如果一個類星體進入到了太陽系？/大膽科學

什麼是類星體？噴流可以超光速？宇宙中的類星體之謎