我們這些弱小的人類認為我們可以加速粒子？看看我們，對大型強子對撞機感到如此自豪。但是，和類星體比起來，我們建造的任何粒子加速器都黯然失色。類星體是自然界第一的加速器。這些類星體簡直如野獸一般。

?

術(shù)語類星體是“類星射電源”的一個盡管有些拙劣的縮寫表達。20世紀50年代，類星體首次被發(fā)現(xiàn)，并因其原因不詳?shù)纳潆姺派涠妹?。在圖中，它們表現(xiàn)為星狀光點。因而被命名為類星射電源。

?

事實上，類星體是活動星系核（AGN）；并且是特別明亮的一種。

AGN是密集而擁擠的星系中心區(qū)域。研究表明，類星體發(fā)出的強烈亮度并不是來自星光。那里有別的什么東西。

?

哈勃空間望遠鏡傳回的盤狀星塵中隱藏了半人馬射電源A的中心區(qū)域。

圖源：NASA/ESA/Hubble

絕大多數(shù)或全部的星系，在其中心都有特大質(zhì)量黑洞（SMBH）。圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)的是一個待確認的圓形物質(zhì)，被黑洞強勁的引力吸引著。旋轉(zhuǎn)的圓盤中的物質(zhì)將加速到相對論速度。在被加速的同時，它的溫度上升并開始發(fā)光。絕對藍星是我們所知的最持久的發(fā)光體。而類星體是最強的絕對藍星。宇航員們曾經(jīng)觀察到劇烈的電磁輻射，從無線電波到伽馬射線，跨越了整片光譜。

?

一項新研究著眼于類星體的能量。他們研究最強的輻射——伽馬射線，發(fā)現(xiàn)輻射的來源不僅僅受限于中心區(qū)域大小。那個尚未確定的圓盤也位于這里。伽馬射線的輻射還來自于等離子流，這些等離子流有幾千光年長，并且從中心區(qū)域向外發(fā)散。

?

這是一張半人馬射電源A的錢德拉X射線天文臺圖像。它展示了一個自中心黑洞延伸

30,000光年的相對論性噴射。

圖源：R.卡夫（SAO）等人，CXO，美國宇航局(NASA)

這項新研究的標題是“半人馬射電源A噴流的高能量加速解算”，它由 H.E.S.S.合作組織聯(lián)合創(chuàng)作， H.E.S.S.是一個聚集了來自13個國家超過200名研究人員的團體組織。這篇論文在《自然》上發(fā)表。

半人馬射電源A，又叫NGC 5128，是距我們最近的射電星系，因此它的活動星系核(AGN)已被廣泛研究。它也十分明亮，因而業(yè)余天文學愛好者也十分了解它。它的結(jié)構(gòu)細節(jié)廣為人知。

?

?

半人馬座A的彩色合成圖像，顯示了活躍星系中央黑洞的裂片和噴流。這是由三種儀器在不同波長下獲得的圖像合成的。來自APEX上LABOCA的870微米亞毫米數(shù)據(jù)顯示為橙色。錢德拉X射線天文臺的X射線數(shù)據(jù)顯示為藍色。位于智利拉希拉的MPG/ESO 2.2米望遠鏡上的廣域成像儀（WFI）的可見光數(shù)據(jù)顯示，恒星和星系特有的塵埃帶接近“本色”。ESO/WFI（光學）

但是新研究的結(jié)論向我們對類星體的理解提出了新問題。

?

伽馬射線由超高能光子組成。對它們的觀測是研究宇宙中最高能事物的關(guān)鍵，比如類星體。

H.E.S.S.是高能立體視野系統(tǒng)的縮寫。它是一個位于納米比亞的天線陣列，用來研究甚高能(VHE)伽馬射線天體物理學。為了這項工作，H.E.E.S.花費了超過200個小時以高分辨率觀測半人馬射電源A。研究員不僅能研究等離子體噴射結(jié)構(gòu)軌道，也能辨認出高能輻射源。

?

HESS數(shù)組中的大型中央望遠鏡，負責對高能量伽馬射線中爆發(fā)的射線作首檢。圖片來源：MPIK / Christian F?hr。 他們發(fā)現(xiàn)伽馬輻射不僅來自于星系的中央，附近的黑洞和吸積盤，還有噴射流。這些噴射流延伸了數(shù)千光年。這意味著，粒子加速不限于恒星吸積盤，而是充當著數(shù)千光年長度的粒子加速器。

?

來自該研究的這幅圖展示了半人馬射電源的超高能伽馬放射區(qū)域。圖源HESS聯(lián)合組織。該研究的一個結(jié)果是，這些噴射流、和它們的高能輻射，可能是宇宙中大量背景伽馬射線的來源。

宇宙中有很多射電星系。如果進一步研究能夠表明也放射伽馬射線，這對解釋宇宙的背景伽馬射線將有很大幫助。

H.E.E.S.是我們目前所有的最靈敏的伽馬射線觀測臺。但是很快，切倫科夫望遠鏡陣(CTA)將全面運轉(zhuǎn)。這臺設備可以對半人馬射電源A及其他類星體做更加詳細的觀察。

?

通常情況下，地球上無法觀測伽馬射線，需要依靠航天天文臺，像費米伽馬射線太空望遠鏡來找尋它們的蹤跡。然而H.E.E.S.和CTA陣采取了其他方法。

H.E.E.S.與切倫科夫望遠鏡陣都測量了切倫科夫輻射.當高能伽馬射線撞擊地球大氣層，有時會產(chǎn)生極高速電子/陽電子對。如果大氣層中這些粒子的速度超越光速，就會發(fā)出切倫科夫輻射。

作者： EVAN GOUGH

FY：Astronomical volunteer team

如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請于三十日以內(nèi)聯(lián)系作者刪除

關(guān)注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回復【最新活動】，了解近期科普活動
回復【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回復【研學營】，了解最新科普研學營
回復【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復【團體定制】，了解最新團體定制活動
回復【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復【觀鳥知識】，學習觀鳥相關(guān)科普知識