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借我一双慧眼

2016-07-23

新民周刊 2016年28期
关键词:类星体射电天文学家

同样是在1960年代发现的类星体,也是一种新型的天体,它最显著的特征就是红移(远离速度)极大,比如类星体3C48的速度达到了1/3的光速(10万公里/秒)远离我们,这意味着它的距离远远大于一般的星系。但它在射电天空上的亮度又亮如恒星,因此获得了“类星体”之名。这意味着,类星体就具有极高的光度,比我们银河系要大100到10000倍。

今天大多数的证据和大多数的天文学家都支持类星体是非常遥远的天体,我们今天能看到的类星体的光是它们刚发出光时的情况。也就是说,我们在观测距离我们非常遥远,因而距离宇宙诞生的时间非常近的一类天体。

类星体可能是早期的活动星系,后来它们演化为射电星系和普通星系。因此类星体的存在和随时间、空间的分布也是宇宙演化的证据之一,天文学家把类星体看作是研究宇宙早期状况的“探测器”,对它的研究也正在进展之中,还有大量的未解之谜等待FAST望远镜和中国与全世界科学家一起来揭开。

一百多年之前,天文学家们就发现星际空间不是一片真空。

1930年,美国天文学家特朗普勒通过对银河星团的研究,证实了星际之间的确存在星际物质。射电天文学家罗伯特·迪克等人发现,星际物质中90%以上是气体,其余是尘埃微粒。因为它们温度通常在零下200摄氏度以下,因此用光学望远镜根本观测不到,只能通过射电望远镜观测到它们发出的辐射。1960年代,射电天文学家们在对星际空间中的短厘米波和毫米波射电辐射进行了大量观测后,出人意料地发现了有许多中分子形式的气体和尘埃物质。1963年在恒星际空间发现了羟基(OH),1968年在银河系中心区探测到了氨和水,1969年发现了甲醛。到1996年时,通过光谱证论出的星际分子种类已经达到110种。

被发现的星际分子中,大部分是有机分子。还有一些是地球上没有的天然样品,甚至在实验室中也很难稳定存在的分子。星际分子的研究对于天体演化学(如巨大的星云坍缩成为恒星或星团的过程,和正在“死亡”的星向星际空间抛射物质的过程)、银河系结构、宇宙化学等学科都有重要意义。星际有机分子的研究是三大基础理论(天体演化,生命起源与物质结构)研究的一个重要交叉点。地球到底是不是宇宙中唯一存在高级生命的天体,这个问题是不能轻易地下结论的。因而需要深入研究各种类型的星际有机分子,去获取更多与更可靠的宇宙信息。

在目前非常热门的太阳系外行星的寻找中,找到行星的下一步就是要探明它们的结构尤其是大气成分,这对于确定类地行星的大气是否适合生命存在,甚至是否已经有生命存在的迹象是至关重要的。这些领域都是FAST射电望远镜可以大显身手的地方。

FAST是探测系外行星尤其是类地行星的利器。由于灵敏度提高,它能看到更远、更暗弱的天体,通过探测星际分子、搜索可能的星际通信信号,找到地外文明的几率比现有设备要高得多。

“宇宙广播”已经来了,外星人还会远吗?

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