宇宙中最神秘的天體
——類星體(三)：活動(dòng)星系核及其觀測(cè)特征

何香濤

北京師范大學(xué)天文系，北京 100875

宇宙中最神秘的天體
——類星體(三)：活動(dòng)星系核及其觀測(cè)特征

何香濤?

北京師范大學(xué)天文系，北京 100875

活動(dòng)星系核大家族中，除類星體之外，還有塞弗特星系和BL Lac 天體等。據(jù)估計(jì)，河外星系中有將近一半的河外星系具有某種劇烈的活動(dòng)。大家族的最主要成員是類星體。天文學(xué)家對(duì)類星體的表面特征做了詳細(xì)的觀測(cè)，包括它的亮度、大小和噴流結(jié)構(gòu)。但是，到目前為止，我們只能繪出一張帶有想象力的、并不十分確切的類星體結(jié)構(gòu)圖。

類星體；活動(dòng)星系核；噴流

1 活動(dòng)星系核家族

天文學(xué)家應(yīng)該屬于思維最豐富的科學(xué)家。早在古代，天文學(xué)家的主要任務(wù)之一便是給皇帝算命。算命者，免不了編瞎話欺騙皇帝。到了近代，不好再編瞎話了，但為了嘩眾取寵可以造一些名詞，活動(dòng)星系核大概就屬于這樣造出來(lái)的。類星體發(fā)現(xiàn)之后，天文學(xué)家對(duì)它的研究興趣越來(lái)越濃。不久，天文學(xué)家們注意到，類星體的物理特性并非是獨(dú)一無(wú)二的，和類星體相似的天體還有許多。首先，這些天體都是位于銀河系之外的星系；其次，這些天體都比普通的星系顯得活躍。因此，很自然地把它們通稱為活動(dòng)星系。到了20世紀(jì)80年代，隨著對(duì)活動(dòng)星系研究的逐漸深入，發(fā)現(xiàn)活動(dòng)星系之所以比普通星系活動(dòng)，關(guān)鍵在于活動(dòng)星系的核心部分。核心部分有多大呢？大多連一光年都不到，但活動(dòng)星系的主要輻射能量，全都是從這不到一光年的小小區(qū)域里產(chǎn)生的。于是有人提出，與其叫做活動(dòng)星系，還不如叫活動(dòng)星系核更生動(dòng)，英文是active galactic nuclei，簡(jiǎn)稱AGN。真正的活動(dòng)星系核，自然應(yīng)該專指活動(dòng)星系的核本身，但是，核的部分所占的比重又太小了。目前，國(guó)際上公認(rèn)的叫法AGN指的是整個(gè)活動(dòng)星系，而并非僅僅是核心部分。

在所有的河外星系中，活動(dòng)星系核所占的比例有多大呢？目前還缺少準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，原因之一是活動(dòng)星系核的定義還不十分確切。如果將具有發(fā)射線的星系都看作活動(dòng)性劇烈的星系，那么，晚型星系中80%具有發(fā)射線，旋渦星系中20%具有發(fā)射線，橢圓星系中50%具有發(fā)射線。由此可見，活動(dòng)星系核在星系中所占的比例還是相當(dāng)大的。

在眾多的活動(dòng)星系核大家族中，這里只能摘出一二個(gè)來(lái)加以簡(jiǎn)述。

1.1 塞弗特星系

1943年，美國(guó)天文學(xué)家卡爾·塞弗特(Carl K. Seyfert)在威爾遜山天文臺(tái)(Mount Wilson Observatory)從事星系的紅移研究，他發(fā)現(xiàn)有些星系具有反常的發(fā)射線，星系的中心還有一個(gè)明顯的核。他當(dāng)時(shí)只發(fā)現(xiàn)了6個(gè)這樣的星系，并沒有引起天文學(xué)家的重視。等到類星體發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)這類星系和類星體的光譜非常相似，有的甚至一模一樣，幾乎沒有區(qū)別。那么，這是一類什么樣的天體呢？能不能單獨(dú)成為一類呢？

說到賽弗特的發(fā)現(xiàn)，不能不提及前蘇聯(lián)天文學(xué)家的貢獻(xiàn)。20多年之后，前蘇聯(lián)一位天文學(xué)家叫馬卡良(Μ α ρ к α ρ я н)，在比拉干天文臺(tái)(又譯布拉堪天文臺(tái))用口徑1 m的施密特望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行星系巡天觀測(cè)，他觀測(cè)的目的是尋找藍(lán)星系(即顏色偏藍(lán)的星系)。馬卡良發(fā)現(xiàn)了一批又一批的藍(lán)星系，發(fā)表了十幾個(gè)馬卡良星表。當(dāng)人們仔細(xì)研究這些星系時(shí)，發(fā)現(xiàn)這些星系并不是單一種類型，而是包含有多種類型。其中，有10%屬于Seyfert星系。這樣一來(lái)，Seyfert星系的數(shù)量大增，獨(dú)成一類，于是被正式命名為Seyfert星系。馬卡良發(fā)現(xiàn)的星系，被稱為馬卡良天體，但由于它們并不是一種類型，其名稱也就逐漸被淡忘了，除非專門討論馬卡良的星表。馬卡良成全了塞弗特，卻埋沒了自己。

Seyfert星系單獨(dú)命名以來(lái)，其重要地位日顯突出。它在觀測(cè)上有許多突出的特征：第一，星系中心有一個(gè)突出的星系核，明亮的星系核像一顆亮星，其直徑在1 pc(約3.2光年)左右。星系核所在的星系稱為母星系，塞弗特星系的母星系都是旋渦星系，Sa型或Sb型。圖1是一個(gè)典型的Seyfert星系NGC7742。漂亮的核配上一個(gè)美麗的花環(huán)，再加上由旋臂形成的點(diǎn)點(diǎn)花瓣，真是一幅巧奪天工的藝術(shù)品。第二，Seyfert星系的光譜和類星體非常相似。具有明顯的發(fā)射線，且發(fā)射線的種類以及強(qiáng)弱程度也酷似類星體。第三，Seyfert星系的突出特點(diǎn)是紅外輻射很強(qiáng)，幾乎所有的Seyfert星系都是這樣。紅外輻射強(qiáng)說明在Seyfert星系中有很多熱的塵埃氣體，這些氣體的溫度并不高。奇怪的是，后來(lái)又發(fā)現(xiàn)大部分Seyfert星系的X射線輻射也很強(qiáng)。紅外輻射和X射線輻射是兩個(gè)截然不同的極端，前者來(lái)自溫度不高的塵埃氣體，后者則要求溫度極高的電離氣體，至少要達(dá)到百萬(wàn)度的量級(jí)。兩者的要求看來(lái)是完全矛盾的。原來(lái)這兩種輻射來(lái)自Seyfert星系的不同部分，紅外輻射來(lái)自星系周圍的氣體，而X射線來(lái)自活動(dòng)星系核的核心區(qū)域。我們看一張NGC1068核心的真實(shí)放大圖片(圖2)就會(huì)一目了然。這里產(chǎn)生的熾熱高溫氣體便可以發(fā)射出極強(qiáng)的X射線輻射。

圖1 典型的塞弗特星系NGC7742

圖2 NGC1068及其核心區(qū)域

Seyfert星系和類星體有如此多的相似之處，那么能不能就把它看作是類星體的一種呢？學(xué)術(shù)界的確存在這種看法。在構(gòu)造類星體的光度函數(shù)時(shí)，類星體的固有光度往往定不準(zhǔn)，無(wú)法準(zhǔn)確判定。于是，有人就把Seyfert星系的光度函數(shù)作為類星體的本地光度函數(shù)處理。尤其是，經(jīng)典的類星體概念是看不到類星體的本身結(jié)構(gòu)，當(dāng)這一概念被打破以后，它與塞弗特星系的嚴(yán)格區(qū)分就顯的更困難了。目前，有一種判定方法是根據(jù)星系本身的光度：光度大的，也就是自身更亮的被叫做類星體；光度小一些的，也就是自身暗一些的，就被叫做Seyfert星系。用星等表示的界限是，絕對(duì)星等M＝-24 m。

那么，既然Seyfert星系和類星體如此相似，他們之間會(huì)不會(huì)存在著演化上的聯(lián)系呢？比如說宇宙中最早形成的是類星體，類星體演化成Seyfert星系，Seyfert星系再演化成通常的星系。但是，到目前為止并沒有肯定的結(jié)論。圖3給出了三種類型的星系：類星體3C273、Seyfert星系NGC5548和正常星系NGC3277。不知你能不能從圖形上悟出一些道理來(lái)。

圖3 類星體、塞弗特星系和正常星系對(duì)比

1.2 蝎虎座BL型天體

在眾多的活動(dòng)星系核中，后來(lái)居上者莫過于蝎虎座BL型天體，英文名為BL Lac。這個(gè)名稱的來(lái)源頗為有趣。1966年，美國(guó)天文學(xué)家茲維基在致密星系巡天中發(fā)現(xiàn)了一類新的活動(dòng)星系核，這類活動(dòng)星系核的特點(diǎn)是缺乏特征，用什么名字命名都不恰當(dāng)。于是，他建議用這類天體中最典型的一個(gè)成員——蝎虎座BL來(lái)命名。蝎虎座BL原本被認(rèn)為是在一個(gè)星座中發(fā)現(xiàn)的變星，按發(fā)現(xiàn)順序先用單個(gè)英文字母，之后再用2個(gè)英文字母。這顆變星就是這樣按順序排名來(lái)的。

蝎虎座BL型天體在活動(dòng)星系核中屬于深藏不露者，它不僅沒有任何突出的特征，甚至連發(fā)射線也很弱，或者干脆沒有。因此，發(fā)現(xiàn)這類天體是一件不容易的事情。這類天體有兩點(diǎn)突出的地方：一是具有光變；二是具有偏振。蝎虎座BL型天體的光變十分不規(guī)則，從幾小時(shí)到幾個(gè)月，而且變幅很大，甚至呈現(xiàn)災(zāi)變性的光變，星等的變化能達(dá)到5個(gè)星等，相當(dāng)于光度變化在100倍以上。偏振是它的另一個(gè)特色，偏振度通常能達(dá)到30%以上，偏振度的大小也有變化。

凡是具有光變和高偏振的星系，被稱為BLAZAR，中譯名為“閃偏天體”，我們?cè)贏GN分類中已經(jīng)列出。蝎虎座BL便是這類天體中最典型的代表。

筆者費(fèi)了很大的努力才找到一張BL Lac天體的照片和它相應(yīng)的光譜。圖4的右圖是該區(qū)的照片，天區(qū)大小是10×10平方角分，BL Lac天體和普通恒星沒有什么區(qū)別，左圖的放大像才略顯示為一個(gè)非恒星像。圖5是BL Lac的光譜，它的發(fā)射線非常微弱。最近發(fā)現(xiàn)，BL Lac天體的光譜線強(qiáng)度也有變化，在光極大的時(shí)機(jī)，大部分BL Lac天體還是可以拍攝到發(fā)射線的。

圖4 BL Lac天體

圖5 BL Lac天體的典型光譜

2 畫鬼并不容易

古人曰：畫鬼容易畫人難。原因是畫鬼可以隨心所欲，不受限制。我們的類星體很特別，本來(lái)是“鬼”，卻非常像人。哪怕是拍一張高質(zhì)量的天文圖片，類星體的樣子也和普通恒星完全一樣，看不出有任何區(qū)別。第一位揭開“鬼”的面紗的是加拿大籍美國(guó)著名天文學(xué)家歐克教授。

類星體發(fā)現(xiàn)之后，人們自然會(huì)想到，既然它是河外天體，而且那么亮，就應(yīng)該和河外星系一樣有一定的結(jié)構(gòu)。天文學(xué)家們動(dòng)用了世界上最大的望遠(yuǎn)鏡，去拍攝類星體的像，但令人失望的是，無(wú)論曝光時(shí)間多么長(zhǎng)，拍下來(lái)的總是一個(gè)點(diǎn)像。因此，類星體本身有沒有結(jié)構(gòu)？結(jié)構(gòu)是什么樣的？成了天文學(xué)家們十分感興趣的研究課題。這類課題只有世界上的頂級(jí)望遠(yuǎn)鏡才能涉足。歐克教授在美國(guó)帕洛瑪山天文臺(tái)工作，那里有當(dāng)時(shí)世界上口徑最大的5 m望遠(yuǎn)鏡，具備了必要的條件。20世紀(jì)80年代，已經(jīng)拍到了類星體的周圍有一些模模糊糊的東西，但是無(wú)法肯定這些東西是否和類星體有物理聯(lián)系，說不定是碰巧重疊在一起。歐克的研究方法是拍攝它們的光譜，他尋找一些帶結(jié)構(gòu)的亮類星體，拍下類星體周圍結(jié)構(gòu)的光譜。困難在于，周圍的結(jié)構(gòu)十分暗弱，光譜極難拍到。另外，如果和類星體一起拍攝，前者必然曝光過度。因此，具體做法是非常小心地僅僅把類星體本身?yè)踝?，只露出其周圍的結(jié)構(gòu)。如果其周圍結(jié)構(gòu)光譜和類星體的光譜一致，也就是它們的紅移大小一樣，則它們必然是屬于同一個(gè)天體。歐克的工作成功了，并在那一年被評(píng)為世界上重大科技新聞之一。在歐克的研究工作之后，天文學(xué)家們驚奇地發(fā)現(xiàn)，大部分亮類星體都是有結(jié)構(gòu)的。圖6便是QSO1229＋204的光學(xué)像，雖然在地面上用加拿大、法國(guó)、夏威夷的望遠(yuǎn)鏡拍不到任何結(jié)構(gòu)，但用空間望遠(yuǎn)鏡(HST)拍攝便顯示的十分清楚。由此可以推斷，不僅是亮類星體，全部類星體都應(yīng)該有一定的結(jié)構(gòu)，決不是一眼看上去會(huì)被忽視的一個(gè)亮點(diǎn)。

圖6 類星體QSO1229+204 在地面上的照片什么也看不到左)，但在哈勃空間望遠(yuǎn)鏡上顯示出有一定的結(jié)構(gòu)(右)

提到歐克教授，筆者總是充滿著十分懷念的心情。筆者的天文生涯能夠上一個(gè)臺(tái)階，使用5 m望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測(cè)是很關(guān)鍵的。第一次申請(qǐng)到5 m望遠(yuǎn)鏡，實(shí)際上是用了歐克的時(shí)間，筆者只是一個(gè)合作者。歐克給人的感覺是謙和敬業(yè)，讓筆者住在他的家里，在業(yè)務(wù)和生活上對(duì)筆者都十分關(guān)心。當(dāng)時(shí)歐克已經(jīng)是60多歲了，在山上幾個(gè)晚上通宵觀測(cè)，下山后不休息立即就到實(shí)驗(yàn)室去工作。歐克的夫人在小學(xué)做教師，小學(xué)生們以為她的丈夫是黑人，因?yàn)樗龑?duì)黑孩子們太好了。他們夫婦都信基督教，每天晚飯前都要祈禱，將自己的報(bào)紙和舊衣物全部捐給教會(huì)，去幫助窮人。夫人對(duì)丈夫的事業(yè)全力支持，怕影響丈夫的工作，她居然不知道丈夫在山上的電話號(hào)碼，每次都是丈夫主動(dòng)給她打電話。歐克曾來(lái)華講學(xué)和訪問，不僅講課認(rèn)真，還對(duì)天文臺(tái)的建設(shè)提了許多寶貴的意見。歐克是加拿大人，雖然持有加拿大的護(hù)照，但一直在加州理工學(xué)院天文系工作，70歲以后才轉(zhuǎn)到加拿大多米尼天體物理臺(tái)工作。他于2003年不幸去世。

3 究竟有多亮

類星體是河外天體，這是因?yàn)樗械念愋求w有一個(gè)共同的特征：它們的紅移都很大。紅移和距離有一個(gè)很簡(jiǎn)單的關(guān)系，即著名的哈勃定律。一般哈勃定律可以寫為：

其中Vr是河外天體遠(yuǎn)離我們的視向速度，D是距離，H0是哈勃常數(shù)。視向速度和紅移Z有直接的關(guān)系Vr=cZ，c是光速。這樣，便可以得出用紅移表示的哈勃公式：

類星體的紅移Z通過拍攝光譜可以直接測(cè)出，于是就可以得出類星體的距離來(lái)。不過，對(duì)于類星體來(lái)說，情況有些復(fù)雜。由于類星體的紅移太大，這樣的簡(jiǎn)單公式便不再適用。首先視向速度Vr不能超過光速，根據(jù)相對(duì)論修正過的公式可以寫成：

這樣得出的Vr值不會(huì)再超過光速，即

但是，對(duì)于大紅移的類星體這樣得出的視向速度仍然不能直接去計(jì)算距離。當(dāng)紅移值Z超過1時(shí)，還需要考慮時(shí)空的膨脹和彎曲，需要用更普適的距離公式——馬丁(Matting)公式去計(jì)算。馬丁公式已經(jīng)超出了一般科普的范圍，這里不再詳敘。

總之，由類星體的紅移Z可以計(jì)算出類星體的確切距離。有了距離，再測(cè)量出類星體的視星等m，便不難計(jì)算出類星體的絕對(duì)星等M。由星等的定義得出的公式為

所謂絕對(duì)星等，代表的是一個(gè)天體的發(fā)光程度，也就是天體的光度。類星體的光度有一個(gè)規(guī)定，只有亮到一定的程度，才能叫做類星體。目前，普遍定義它的M值必須小于-23等，即M＜-23。

現(xiàn)在，我們來(lái)看一看，一個(gè)最暗的類星體，即M＜-23，究竟有多亮？不妨用太陽(yáng)作單位來(lái)進(jìn)行對(duì)比，太陽(yáng)的絕對(duì)星等M⊙＝4.75。有一個(gè)簡(jiǎn)單的公式來(lái)對(duì)比兩個(gè)天體的亮度，如果用L*和M*分別表示類星體的光度和絕對(duì)星等，則它和太陽(yáng)之比為

將M*=-23和M⊙＝4.75代進(jìn)去，很容易估算出

可見，只要稱得上是類星體，哪怕是最暗的，也能發(fā)出1011個(gè)太陽(yáng)的光芒！

4 究竟有多大

一顆類星體至少要發(fā)出1 000億個(gè)太陽(yáng)的能量，其規(guī)模和銀河系相當(dāng)。更亮的類星體，甚至能發(fā)出成百上千個(gè)星系的能量。發(fā)射出如此巨大的能量，它應(yīng)該有多大呢？測(cè)量一個(gè)天體的大小，也就是它的直徑，并不是很容易的。對(duì)于一般的天體，只要測(cè)出它的角直徑，再測(cè)出它的距離，兩者相乘便得出它的實(shí)際直徑。對(duì)于類星體來(lái)說，都是一個(gè)個(gè)的星點(diǎn)，根本無(wú)法測(cè)量角直徑。不過，天文學(xué)家想出了一個(gè)十分簡(jiǎn)單的方法，可以判斷出類星體的大小，這就是根據(jù)它的光變來(lái)估計(jì)。一個(gè)天體有光變，它的光變周期不應(yīng)該短于光穿過這個(gè)星體的時(shí)間，否則，這個(gè)周期便被湮滅掉。若天體的光變周期為t，直徑為d，則應(yīng)該

其中d/c就是光穿過這個(gè)星體的時(shí)間。因此，我們只要測(cè)出類星體的光變周期，便很容易估算出它的大小d：

觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，大部分的類星體都有光變。究竟有多大比例，目前尚無(wú)定論，因?yàn)轭愋求w的數(shù)目太多了，無(wú)法一個(gè)一個(gè)地去檢測(cè)，但至少在一半以上。類星體的光變有一個(gè)共同的特點(diǎn)，它們的光變周期不規(guī)則。另外，光變周期的大小也很不一致，少則幾個(gè)月，多則幾年。因此，準(zhǔn)確測(cè)量類星體的光變是一件很費(fèi)力的研究課題。目前的結(jié)論是，大部分類星體的光變周期t是幾年到十幾年。根據(jù)上面的公式，類星體的直徑便應(yīng)該是幾光年到十幾光年。對(duì)比一下，我們銀河系的直徑大約是10萬(wàn)光年。一個(gè)大小只有幾光年的天體，卻能發(fā)出比它大一萬(wàn)倍以上的天體能量，的確有些不可思議。這些問題留待以后再討論。

5 強(qiáng)大的噴流

光學(xué)像看上去和普通的恒星沒有什么區(qū)別的類星體，實(shí)際上卻是一種最張牙舞爪的天體。天體的確是可以噴射出火焰來(lái)的。早在1981年，天文學(xué)家就發(fā)現(xiàn)星系M87具有光學(xué)噴流(圖7)。當(dāng)時(shí)認(rèn)為，這是極個(gè)別的現(xiàn)象，可是到了20世紀(jì)50年代以后，隨著射電天文學(xué)興起，具有噴流的天體發(fā)現(xiàn)了很多。特別是1980年，美國(guó)國(guó)立射電天文臺(tái)的甚大陣(very large array，縮寫為VLA)投入觀測(cè)之后，發(fā)現(xiàn)類星體和其他各種活動(dòng)星系核的射電噴流越來(lái)越多。

圖7 室女座星系團(tuán)中M87的光學(xué)噴流(這是用空間望遠(yuǎn)鏡拍出的噴流，左上是它的核心區(qū)域)

最早發(fā)現(xiàn)的射電噴流是天鵝座A，早在1954年就被發(fā)現(xiàn)，通過5 m望遠(yuǎn)鏡對(duì)其光學(xué)對(duì)應(yīng)體進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)是一個(gè)撕裂的星系。巨大的射電噴流形成兩個(gè)旁瓣，一個(gè)瓣的大小有5.5萬(wàn)光年，相當(dāng)于半個(gè)銀河系的大小。兩個(gè)瓣之間的距離更達(dá)到3億光年。噴流含有巨大的能量并不停向外噴射出來(lái)，其規(guī)模相當(dāng)于1千萬(wàn)個(gè)超新星同時(shí)爆發(fā)?？梢韵胂螅@是怎樣的一幅壯觀景象啊！圖8是3C219的射電觀測(cè)圖，這是由美國(guó)的VLA在20 cm波長(zhǎng)上通過長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)，累積掃描下來(lái)的真實(shí)圖像。白色部分表示出的是核心部分和高溫區(qū)。

圖8 一幅真實(shí)的射電噴流圖

現(xiàn)在，通過一幅真實(shí)的光學(xué)圖像來(lái)看一看我們的“鬼”究竟是一個(gè)什么樣子。圖9是空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的NGC1068，這是一個(gè)Seyfert的活動(dòng)星系，和類星體的特性十分相似，有時(shí)可以劃歸為類星體的一種。這是用哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝下來(lái)的。中間有一個(gè)明顯的活動(dòng)核，周圍的結(jié)構(gòu)“亂七八糟”，既沒有旋渦結(jié)構(gòu)，也沒有盤狀結(jié)構(gòu)?！肮怼闭?，各不相同，一“鬼”一樣，天文學(xué)家們只能耐下心來(lái)仔細(xì)地去研究。

圖9 NGC1068的光學(xué)像

6 一張并不確切的畫像

類星體發(fā)現(xiàn)至今，動(dòng)用了世界上所有的大型望遠(yuǎn)鏡對(duì)它進(jìn)行觀測(cè)，半個(gè)多世紀(jì)過去了，卻始終看不到它的真實(shí)面目。天文學(xué)家總得給一張類星體的結(jié)構(gòu)圖，沒有辦法，只好先用已有的觀測(cè)數(shù)據(jù)，加以想象，畫出一個(gè)類星體的像。在中國(guó)歷史上，經(jīng)常給鬼畫像，其根據(jù)是鬼的性格和職能。類星體的“鬼”像畫了很多，有一張像是由兩位美國(guó)天文學(xué)家烏里(Urry)和帕多瓦尼(Padovani)畫的(圖10)。這張畫像被廣泛認(rèn)可，畫像是1995年作的，到現(xiàn)在已經(jīng)過去了20年，還沒有看到更新版。我們只好還得用這張“陳舊的畫像”說事了。

圖10 類星體的統(tǒng)一模型圖

烏里和帕多瓦尼的畫像被稱為類星體的統(tǒng)一模型圖，模型圖繪出了類星體的整體結(jié)構(gòu)。類星體的核心是一個(gè)黑洞(black hole)，黑洞是類星體的心臟，所有類星體的中心都必須有一個(gè)黑洞。黑洞是類星體的能量發(fā)動(dòng)機(jī)，類星體發(fā)出的全部輻射能量，都是由這個(gè)中心發(fā)動(dòng)機(jī)提供的。

黑洞外面是一個(gè)小小的吸積盤(Accretion disk)，吸積盤像一個(gè)磨盤，圍繞中心黑洞旋轉(zhuǎn)。之所以叫吸積盤，是因?yàn)楹诙窗阎車奈镔|(zhì)吸引過來(lái)，先儲(chǔ)存在這里，成為類星體的糧倉(cāng)，中心黑洞再不斷地從這里取食。

吸積盤的再外面，是一個(gè)巨大的環(huán)狀體，像一條輪胎，環(huán)繞在那里，叫做遮擋環(huán)(obscuring torus)，遮擋環(huán)內(nèi)充滿著氣體和塵埃。如果從側(cè)面去觀測(cè)類星體，遮擋環(huán)的作用就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，它會(huì)遮擋和吸納一部分光，使類星體發(fā)出的輻射變形。這也從側(cè)面證明了遮擋環(huán)的確存在。

類星體的光譜線分為寬線和窄線。這兩種譜線來(lái)自類星體的不同區(qū)域，寬線區(qū)(broad line region)靠近中心部分，窄線區(qū)(narrow line region)分布在外面。

令人矚目的類星體巨大噴流(jet)是從中心黑洞發(fā)光的，噴流的方向性非常強(qiáng)，它一定是對(duì)稱的，和吸積盤垂直地向兩側(cè)噴發(fā)。噴流的速度有多快，究竟能噴射多遠(yuǎn)，都是天文學(xué)家感興趣的研究?jī)?nèi)容。

(2014年11月19日收稿)

(編輯：溫文)

The most mysterious object in our universe — Quasar (Ⅲ): The family of AGNs and the observational characters

HE Xiangtao
Department of Astronomy, Beijing Normal University, Beijing 100875, China

There is a big family of AGNs (active galactic nuclei), which includes Quasar, Seyfert, BL Lac and others. About half of the AGNs have some active phenomenon. Quasar is the main member of the AGN family. We observed the possible various detail of the quasar including the brightness, size and jets. We show the imaging picture of the quasar structure which may not be a real.

Quasar, AGN, jet

10.3969/j.issn.0253-9608.2016.01.008

?通信作者，E-mail：xthe@bnu.edu.cn