宇宙的家族

宇宙也有家族吗？是的！茫茫的宇宙也有它的家族成员，星系、星团、行星组成了这个庞大的家族。那么，这些家族成员之间有一些什么联系，它们是如何形成的？它们之间有什么利害关系？它们会新生和消亡吗？这些有趣的问题，在本书都有详细的解答。

神奇的超星系团

超星系团的提出

自从存在宇宙岛的说法提出以后，人们发现了越来越多的星系和星系团。

大家知道，太阳系之外还有数千亿颗恒星，共同组成了银河系；银河系之外还有千千万万个河外星系。这些星系往往两个一组、三五个一群地分布在宇宙空间，天文学家把它们叫做星系群。

还有比星系群更大的集团，它的10多个乃至上千个星系聚在一起，叫做星系团。

1953年，著名天文学家德伏古勒分析了亮星系的分布，提出了超星系团的概念，也称作二级星系团。他认为，本超星系团直径约2500万光年，由本星系群、室女星系团、后发星系团及一些小的星系和星系团构成。超星系团通常在一个超星系团内只含有2个至3个星系团。拥有几十个成员星系团的超星系团是不多的。

其空间范围大约几千万至几亿光年。

超星系团往往具有扁长的外形，长径范围为6000万秒至10000万秒差距，长短径之比平均约为4:1；这种扁形结构可以说明超星系团通常有自转运动。

超星系团内的成员星系团的速度弥散度，大约为每秒1000千米至3000千米，但各成员星系团之间的引力相互作用，要比星系团内各成员星系之间的引力作用弱得多，因而有人认为，超星系团可能是不稳定的系统。

若干星系团集聚在一起构成的更高一级的天体系统，又称二级星系团。该星系群就同附近的50个左右星系群和星系团构成本超星系团。星系团聚合成超星系团的现象，叫做星系的超级成团或二级成团。

天文学家的观测

1985年夏天，法国的天文工作者拉帕伦特在美国哈佛的史密森天体物理中心，用一架1.5米望远镜对超星系团进行了观测，并绘制了一张天文图。

她发现，星系散布得不同寻常，排列在非常薄和非常有限的表面上，这表面包裹着不寻常的泡泡之类的空洞，其直径达两亿光年。

后来，科学家们通过进一步研究发现，这是一个已知的宇宙的最大结构，这一片星系层长约5亿光年，高2亿光年，宽0.15亿光年。

美国天文学家新发现

2010年，美国宇航局派遣一架U-2飞机，在地球北半球高空测定宇宙微波背景辐射的过程中，发现了一个特大的超星系团，延伸到20亿万光年的空间。

与我们今天可观测的100亿光年的空间深度相比，这个超星系团占据了很大一部分。一位天文学家感叹道：宇宙在如此巨大的范围中还存在一定的结构，真是令人拍案叫绝！

本超星系团

本星系群所在的超星系团。20世纪50年代，沃库勒分析了视星等亮于13的1000多个星系的分布，发现这些星系集中在几条带上。由此，他认为，绝大部分的较亮的星系属于一个很大的扁平状集团，称为本超星系团。

沃库勒的看法为以后的研究所证实。

本超星系团由本星系群、室女星系团、后发星系团及一些较小的星系群和团组成。

其长径在3000万秒差距以上，厚约200万秒差距，质量中心在室女星系团附近。

银河系的位置较接近本超星系团的边缘，离质量中心约1000万秒差至1.2亿万秒差距。

宇宙的构成

美国普林斯顿大学和芝加哥的几位天文学家认为，宇宙既不由暗物质构成，也不由星系之间的空洞构成，而是由一个巨大的超星系团和一个大空洞构成。

另一些天文学家不同意这种解释，但是也承认超星系团的存在。甚至有些天文学家认为存在比超星系团更大的星系组合，即第三级星系团。

超星系团的存在，说明宇宙空间的物质分布至少在100万秒差距的尺度上是不均匀的。

20世纪80年代后，天文学家发现，宇宙空间中有直径达1亿秒差距的星系很少的区域，称为巨洞。

超星系团同巨洞交织在一起，构成了宇宙大尺度结构的基本图像。本星系群所在的超星系团称为本超星系团。

然而，这种阶梯式的成团结构是否真的存在呢？人们还在继续观测着。

我还想知道

室女星系团：离我们最近的一个不规则星系团，因位于室女座方向而得名。它位于室女座的一个星系团，包含2500多个星系。平均红移为1180千米/秒，距离6000万光年。

神秘的新星和超新星

新星和超新星

有时候遥望星空，在某一星区出现了一颗从来没有见过的明亮星星！然而仅仅过了几个月甚至几天，它又渐渐消失了。这种奇特的星星叫做新星或者超新星，在古代又被称为“客星”，意思是这是一颗“前来做客”的恒星。

新星和超新星是变星中的一个类别。人们看见它们突然出现，一度以为它们是刚刚诞生的恒星，所以取名叫新星。

其实，它们不是新生星体，而是走向衰亡的老年恒星。它们是正在爆发的红巨星。当一颗恒星步入老年，它的中心会向内收缩，而外壳却朝外膨胀，形成一颗红巨星。

红巨星很不稳定，总有一天它会猛烈地爆发，然后抛掉身上的外壳，露出藏在中心的白矮星或中子星来。

在大爆炸中，恒星将抛射掉自己大部分的质量，同时释放出巨大的能量。这样，在短短几天内，它的光度有可能将增加几十万倍，这样的星叫做“新星”。

如果恒星的爆发再猛烈些，它的光度增加甚至能超过1000万倍，这样的恒星叫做“超新星”。

超新星爆发的激烈程度是让人难以想象的。它在几天内倾泻的能量，就像一颗青年恒星在几亿年里所辐射的那样多，以致看上去就像一整个星系那样明亮！

超新星的爆发异常猛烈，它以每秒几千甚至几万千米的速度向外发射能量，可以说是目前已知天体上最激烈的天体活动。目前在银河系中已发现超过200颗新星。

运行速度最快和最大的恒星

2005年，美国天文学家发现了一颗恒星，其运行速度每小时超过240万千米。天文学家推测，这颗星星运行速度如此之快，很可能是由于约8000万年前，一颗恒星和银河系中心的特大质量黑洞相遇促成的。

不过这颗高速运转的恒星最终将飞离银河系，这也是人类发现的第一颗将要“逃跑”的恒星。海山二星是一颗罕见的超巨星，它的质量为太阳的120倍至150倍，位居银河系榜首。

海山二星位于银河系的“恒星摇篮地带”，这个位置附近一直以来是许多恒星诞生的地方。虽然如今光亮不再，但这颗巨星也曾闪亮过，亮度最高的时候人们在白天都可以看到它。

超新星的爆发

我国宋朝的时候，就曾记录了一起超新星爆发时的情景：

在1054年7月的一个清晨，突然出现了一个非常非常亮的星体，就是在白天也能看得到，一直持续了23天才渐渐暗淡下去。

18世纪，有一个英国天文学家用望远镜观察出现“客星”的那片天空，发现一团云雾状的东西，形状有点像螃蟹，人们便把它叫做“蟹状星云”。

经研究发现，这团星云还在不断膨胀，根据膨胀速度及其形状的大小，推算出它开始膨胀的时间，正是我国在宋朝时看到的那颗超新星出现的时间。

新星爆发的原因

观测证据表明，几乎所有的新星爆发都发生在双星系统之内，尤其是在那些密近双星上，如分光双星。在这样的双星系统中，两颗子星靠得很近，以致物质可能从质量较大的子星转移到质量较小的子星上。

如果密近双星系统是由一颗红巨星和一颗白矮星组成，当元素氢等物质从红巨星冲向白矮星时，由于白矮星的强大引力场，致使物质在它的周围形成了一个巨大的吸积盘。大量的物质坠落到白矮星的表面上，同时大量的引力势能转化为热能。当温度超过100万℃时，氢核聚变被重新点燃了。核聚变释放出的能量，又把白矮星表层加热到超过1000万℃，这时就会发生新星爆发。

超新星爆炸的原因

关于超新星，人们已经发现了很多，但对其爆炸的原因，还只是处于猜测、设想阶段。

目前一种较有说服力的观点是：恒星从中心开始冷却，它没有足够的热量平衡中心引力，结构上的失衡就使整个星体向中心坍缩，造成外部冷却，而红色的层面变热；如果恒星足够大，这些层面就会发生剧烈的爆炸，产生超新星。

天文学家的探索

20世纪末期，天文学家越来越多转向用计算机控制的天文望远镜和CCD来寻找超新星。

最近，超新星早期预警系统项目也已开始使用中微子探测器网络来早期预警银河系中的超新星。由于科学的不断进步，越来越多的新星和超新星被发现。

我还想知道

新星：是指一类激变变星，亮度在几天或几星期内上升至极大，然后缓慢下降，经几月或几年回复到原先的状态。自商代至17世纪末，我国史书记载了新星、超新星大约90颗左右。

宇宙里的星震现象

观测到的星震现象

星震被看做是中子星外壳的撕裂现象，与地球上发生的地震颇为相似。

1976年11月6日，科学家们观测并记录到火星上发生的一次3级左右的星震。科学家们在经过对火星星震史研究分析后说，火星星震记录的波形与地球地震记录的波形图相似，这表明火星地壳的结构及其震波和在其中传播的条件，与地球十分相似。

无独有偶，1979年3月5日，一股喷射而出的伽马射线突然袭击了太阳系。天文学家们对它的成因感到困惑不解。1999年，天文学家将这些星震现象确定是由来自于中子星的伽马射线和X射线引起的。不过，这些强大爆裂的原因一直是一个谜。

后来，洛斯阿拉莫斯国家实验室的约翰·米德迪特及其小组发现，对于一种称为脉冲星的特殊旋转磁中子星来说，下一次发生星震的时间与上一次星震的规模是成比例的。

星震的产生原因

美国科学家邓肯和汤普森经过研究，作出了一种猜测性的解释：宇宙中存在着一种称作“磁星”的新星，其密度极大，而且坚硬的外壳包裹着一个奇异的液体核。

更重要的是，这颗磁星具有强大的磁场，而磁场的运动又将磁星表面加热，直到达到极大压力和磁星破裂。

这就是星震，它引发伽马射线袭击宇宙。

2005年7月，天文学家观测到有史以来记录到的最大规模星震，一颗中子星的“摆动”释放出大量的X射线。研究人员希望这次机会能够揭示人们好奇已久的中子星的构成物质问题。

全世界的几颗人造卫星和望远镜观测到，这次来自SGR1806-20表面的爆炸，这颗中子星在距地球50000光年以外的地方。而爆炸喷射出的能量非常巨大，在1/10秒的时间释放出的能量是太阳在15万年释放能量的总和。结合来自美国宇航局罗斯X射线定时探测器的数据，一组天文学家已经确定这次星震现象。这次快速的震动开始于星震后3分钟，10分钟后结束，其频率是94.5赫兹。专家称这一频率接近与钢琴的22键的音调，相当于F调。

星震的研究

如同地质学家利用地震的震波来研究地球内部结构一样，天体物理学家可以利用X射线来研究遥远的中子星结构。这次爆炸就如同用大锤敲击中子星一下，而后中子星像钟一样产生回响。在重力的吸引下，中子星上面会形成一个10米至100米厚的堆积层。堆积层主要由氦构成，在温度及压力的作用下，这些堆积层会发生核聚变。当氦聚变为碳或其他重物质时，会释放出大量能量及强烈的X射线。在中子星上这种爆发通常每天都会发生几次，每次会持续几秒。当一颗巨大星球的核燃料耗尽后就开始坍塌，在它自身重力的作用下，星球核坍塌成一个密度很高的中子星，或者坍塌成一个密度更高的黑洞。

中子星内部的物质结合是如此紧密，以至于电子都被挤进了原子核中，开始同质子反应以形成中子，这种纯中子密度非常高，一汤勺大小的物质就相当于地球上的数十亿吨的重量。而同太阳质量大小的中子星大小大概只有直径16公里。中子星的地质构造包括一个坚硬的外壳和一个超流体的内核。但是具体的结构并不清楚，例如在核里面是否包括一种被称为奇异夸克的外来粒子呢？而星震却给我们提供了了解的机会。

我还想知道

中子星：恒星演化到末期，经由重力崩溃发生超新星爆炸之后，可能成为的少数终点之一。也就是质量没有达到可以形成黑洞的恒星在寿命终结时塌缩形成的一种介于恒星和黑洞的星体。

天空飞来的陨石

陨石是什么

陨石是地球以外未燃尽的宇宙流星脱离原有运行轨道或成碎块散落到地球或其他行星表面的、石质的、铁质的或是石铁混合物质，也称陨星。大多数陨石来自小行星带，小部分来自月球和火星。

陨石在高空飞行时，表面温度达到几千度。在这样的高温下，陨石表面融化成了液体。后来由于低层比较浓密大气的阻挡，它的速度越来越慢，融化的表面冷却下来，形成一层薄壳叫熔壳。熔壳很薄，颜色是黑色或棕色的。在熔壳冷却的过程中，空气流动在陨石表面吹过的痕迹也保留下来，叫气印。气印的样子很像在面团上按出的手指印。

陨石坑的发现

1891年，在美国亚利桑那州巴林佳发现了一个直径为1280米，深180米的坑穴，坑周围有一圈高出地面40多米的土层，人们叫它“恶魔之坑”。

恶魔之坑是一个重达22000多吨的陨石以58000千米的时速撞击地球形成的。然而奇怪的是，这个陨石给人们留下了一个大坑和坑边几块陨石碎片便消失了。有人估计，陨石就落在坑下几百米的地方，可是从来没有人挖出它来加以证明。

据说，最大的陨石坑是加拿大加州的陨石坑，直径为3500米，深达400余米，它是1943年美国空军飞机在空中发现的。

探究通古斯陨石

1908年，地处西伯利亚内地通古斯河流的支流恰贝河上游，突然发生了惊天动地的大爆炸，使方圆2000千米内的树木全都倒下。据推测，大爆炸是因一颗巨大的陨石坠落造成的。

可是，“通古斯陨石”既不像其他陨石那样落下，坠落后又没有留下踪影，直至今天，也没有找到陨石坠落时形成的陨石坑。因而“通古斯陨石”的真面目至今无人知晓。近一个世纪来，由陨石引起的谜越来越多，一直没有人能作出科学的解释。

我还想知道

1976年3月8日15时许，随着一阵震耳欲聋的轰鸣，空前的陨石雨降临吉林，吉林陨石雨由此成为奇观。当时共收集到较大陨石138块，总重2616千克，其中最大块重1770千克。

流星和流星雨

流星为何发声

天空中传来一声尖利刺耳的声音，然后一颗流星放射着金黄色的光芒，飞快地掠过长空消失了，时间只有5秒钟左右。这一现象令人惊奇。怎么会先听到声音，然后才看到流星呢？

尽管许多人都认为这种现象是不可能的，然而世界各地许多研究者积累的这类资料却是越来越多。

1929年3月1日，前苏联克拉斯诺塔尔州切列多沃村居民先听到一阵响声，随后整个房子都被照亮了，过了一会，又听到一声巨响。

最叫人难以理解的是：有些人能听到流星的声音，而另一些人却什么也听不到。例如1934年2月1日一颗流星飞临德国时，25个目击者中只有10个人听到了“啾啾”声和“嗡嗡”声。

1978年4月7日清晨，一颗巨大的流星飞过澳大利亚悉尼的上空，1/3的目击者在流星出现的同时听到了各种各样的声音，其余2/3的人则声称流星是无声的。

电声流星

前苏联一位著名的地质学家、地理学家、天文学家德拉韦尔特，给这种奇怪的流星起了非常恰当的名字，即电声流星。

现在，科学家们都一致承认电声流星是客观存在的，但它的秘密至今还没有揭开。

一些专家认为，所有这一切都是由流星飞行时所发出的电磁波引起的。这些电磁波以光速传播，一些人的耳朵能够通过至今还未知的方式把电磁振荡转换成声音，并且每个人听到的声音也不同，而对另外一些人来说，则什么也听不见。

除此之外，还有一些假说，如静电假说，也就是流星与地面之间的一种振荡放电，还有超短波假说以及等离子假说等。

流星来源

宇宙中那些千变万化的小石块其实是由彗星衍生出来的。当彗星接近太阳时，太阳辐射的热量和强大的引力会使彗星一点一点地瓦解，并在自己的轨道上留下许多气体和尘埃颗粒，这些被遗弃的物质就成了许多小碎块。

如果彗星与地球轨道有交点，那么这些小碎块也会被遗留在地球轨道上，当地球运行到这个区域的时候，就会产生流星雨。

火流星像条闪闪发光的巨大火龙，发着“沙沙”的响声，有时还有爆炸声。要想揭开流星发声这个谜并不是一件很容易的事，相信不久的将来一定会真相大白。

流星雨的发现

世界上最早的流星雨记录是我国《竹书纪年统笺》中所记载的“帝癸十五年，夜中星陨如雨”，那是发生在公元前16世纪的一次罕见天象。

历史上规模最大的流星雨出现于1833年11月13日夜，当时的流星像飞雪源源而来，叫人目不暇接。后来科学家估计，那次下落的“仙女眼泪”在24万颗左右。

现在知道，流星雨的前身是飞蝗那样的流星群，它们成群结队沿着固有的轨道，一直在绕太阳默默无闻地运行，如果此轨道与地球轨道相交，那么当地球穿过这个交点时，就会闯进“飞蝗群”，形成壮观的流星雨。由此可见，流星雨是有规律可循的，它们出现的位置、时间几乎都是固定的，所以天文学家能够作出预报。

天文学家的预测

1998年，天文学家曾经预测在11月会出现绚丽的狮子流星雨，由于媒体的炒作，当时吸引了成千上万的热心人冒着冬夜的寒峭，耐心地恭候了一个通宵，结果天上只是稀稀拉拉地出现了几颗不大的流星，弄得天文学家好不尴尬。

狮子流星雨每33年来次高潮，这在过去已经得到了多次证实。为何这次却了无声息呢？除了预报的时间有误，比实际迟了10多小时外，狮子流星群轨道本身也有了一定的变化。

实际上，流星群的总质量都很小，所以经不起“风吹草动”，其他行星的引力作用会使它的轨道发生变化，这样，它的高峰期也会随之而变，严重的还会使它的轨道不再与地球轨道相交，这个流星雨就不会来到人间。当然也有与此相反的情况，原来不相交的变成相交，出现新的流星雨。

我还想知道

流星雨命名：看起来像是流星从夜空中的一点迸发并坠落下来。这一点或这一小块天区叫做流星雨的辐射点。通常以流星雨辐射点所在天区的星座给流星雨命名。

奇异的物质和光束

神秘事件的发生

1980年6月14日凌晨1时左右，在乌拉圭境内圣何塞省离蒙得维的亚90千米的一个地方，63岁的铁匠胡安·费罗切正躺在床上听收音机，他的妻子睡在他的身边。

突然，他觉得有一种奇怪的声音从外面传来，他不禁侧过头向窗外望去，只见两个样子很怪的年轻人，他们是一男一女，穿着贴身的连裤服，神态高傲地盯着费罗切刚刚扭亮的门灯。

那个少年看见费罗切便毫还犹豫地向他走来，费罗切以为是小偷，赶紧跳下床去用力把门顶住，可是无济于事，那少年用手只轻轻一推，门就开了。

惊慌失措的费罗切急忙捉住少年的手，哪知刚一碰触，一种被人放在火焰上烧烤般的剧烈疼痛迫使他缩回了手。

当他的妻子赶出来时，只见丈夫痛苦地把手垂着，其他什么也没看见。她仔细察看丈夫的手，发现上面布满红色的小斑点。

后来调查发现，他的手伤正处于结痂阶段。他们在费罗切的手心上数出了几个点状伤痕，它们毫无规律地散布在手心上。

同时，调查人员还发现，那天晚上，费罗切家里的电表显示，他们当晚消耗的电量竟然达到上千瓦，相当于他家一个多月的耗电量。

骇人听闻的怪事

1985年9月，在法国施特拉堡留学的索马里学生丹雷·戈霍回到首都摩加迪沙度假。

9月3日黄昏，他与中学同学到郊外林地兜风。他们在林子里随着录音机播放的迪斯科乐曲跳舞。

忽然，从东北方向传来一阵刺耳的声音，他们不约而同地循声望去，只见天空中有几片白云，转瞬间看见两束橙红色的光。一会儿，白色的光球飞近，竟然是一个庞大的发光物体，它的两束夺目的光不停地在移动扫射。

几个年轻人随即卧倒在地，屏息凝视，当光芒射到他们身上时，伴随着一阵剧烈的烧灼感，他们立即不省人事了。

他们醒来时，已是深夜时分。那带电的庞然大物已不知去向。他们骑上摩托车，风驰电掣般返回家里。

第二天，他们向附近的民卫队报告了昨夜的经历，值班队长阿里赫中尉立即将谈话录音向上级作了报告。

下午16时，阿里赫中尉带着几名队员跟随丹雷·戈霍等人到事故现场进行调查。几个年轻人一会儿蹲下，一会儿卧倒，重新重复了那天夜里的动作情景。

到了傍晚时分，他们的脸部和胳膊开始发痒，并泛出红色，好像皮下出血，来到市立医院求诊，大夫说是由强光照射过久或大火炙烤的结果。

进一步研究

1985年9月8日上午，阿里赫中尉又把几个年轻人带到现场。同去的还有一位叫穆吉姆的民航局工程师。

他用水准仪、照相机等器材，精确地测量了飞行物的位置及放射现象，结果表明：

地面那个直径为3米多的圆圈范围内有焙烤症状，土壤中的沙粒都已经玻璃化，深度达0.1米，同时，仪器的指数显示，焙烤圈内有明显的放射线反应，有光束扫射过的地面和树干上也有轻微的放射线反应。

从圈内取出6盒样土和杂草标本经过化验，证实土壤中的碳遭遇过严重破坏，杂草受过焙烤，水分严重缺损。穆吉姆工程师当即判断出，他们所说的那怪物是UFO。

我们所谈到的空中来客所产生的带电的强烈光束既能置人于死地，又能让困扰人类多年的恶疾化为乌有，加上不明物体散落的不明金属粉屑等，那么，这些光束、粉屑究竟由何而来呢？它们为何有那么大的神力呢？科学家们正在孜孜不倦地研究，以待早日揭开它神秘的面纱。

我还想知道

20世纪40年代开始，美国上空发现碟状飞行物，这是当代对不明飞行物的兴趣的开端，后来人们着眼于世界各地的不明飞行物报告，但至今尚未发现确实可信的证据。

宇宙中还有太阳系吗

新的太阳系的猜测

除了我们的太阳系以外，宇宙中还有第二个、第三个太阳系吗？茫茫无际的宇宙，深藏着无数奥秘。有人曾设想，除我们的太阳系以外，还应有第二个、第三个太阳系。可是另外的“太阳系”具体在哪里？这个长期以来争论不休的问题，随着织女星周围发现行星系，有人认为已经找到了宇宙中的第二个“太阳系”，为寻找宇宙中其他许多“太阳系”提供了例证。

宇宙新太阳系观测

宇宙中的第二个“太阳系”是怎样发现的呢？

1983年1月，美国、荷兰、英国三个国家合作成功地发射了一颗红外天文卫星。后来，天文学家们利用这颗卫星意外地发现，在天琴座主星——织女星的周围存在类似行星的固体环。

这次发现在世界上还是头一回。这一发现可以说是不同凡响的划时代的发现。美国、荷兰、英国合作发射的这颗卫星，是世界上第一颗红外天文卫星，主要用于探测全天的红外源，也就是对红外源进行登记造册。一般红外天文望远镜不能探出宇宙中的低温物体，因为大气中的水分和二氧化碳气体，大量吸收了来自宇宙的红外线及地球的热，又会释放互相干扰的红外线。

红外天文卫星将装置仪器用极低温的液态氦进行冷却，所以才有了这次的发现。

织女星是新的太阳系吗

织女星距离地球26光年，是全天第四亮星。它的直径是太阳的2.5倍，质量约是太阳的2.6倍，表面温度约为10000℃，比太阳的表面温度约6000℃高。织女星诞生于10亿年前，太阳诞生于45亿年前，相比之下织女星要年轻得多。

地球大致是与太阳同时期诞生的，若认为织女星的行星也跟织女星同时诞生，那么就可以视它的行星处在演化的初期阶段。东京天文台和红外天文卫星的发现，看来可以说是行星形成过程中的不同阶段。

深入分析和研究这两个不同阶段，以及更正确地描写织女星的行星像，无疑是当前世界天文学界所面临的一大课题。

我还想知道

织女星是一个椭球形的恒星，北极部分呈淡粉红色，赤道部分偏蓝。因其自转速度较快，所以整颗恒星呈扁平状，织女星的直径是太阳直径的2.5倍，体积为太阳的33倍，质量为太阳2.6倍。

类星体真的存在吗

神秘的类星体

1960年，国外射电天文学家用当时世界上最大的望远镜观测到一个叫3C48和一个叫3C273的射电源。结果发现它们都是很暗的蓝色星。天文学上称它们为类星射电源，简称类星体。

1963年，荷兰天文学家施密特，又发现了与3C48相类似的天体3C273，距离我们有23亿光年。

类星体是星系级天体，光度变化大，由此可以推断其直径只有几光周、几光日甚至一光日，是普通星系的几十万、甚至几百万分之一。但辐射的光能却相当于几百个甚至上千个星系的总和，其射电能量相当于星系的10万倍以上。

类星体的红移值

根据多普勒效应，当一个天体远离我们而去时，其光谱线向红端发生位移，光波频率会降低，波长会变长；红移量越大，此天体逃逸速度越大，距离越远。恒星、星系发生这种红移现象时，移动的数值很小。可是类星体的红移量非常大，比恒星、星系的红移要大上几百倍，甚至几千倍。

一个红移值高达6.68的类星体，估计是在宇宙大爆炸后8亿年诞生的，它的光线在茫茫宇宙中不停地穿梭了130亿年，才到了地球，被科学家们观测到。

1929年，哈勃提出红移的大小同星系与我们的距离成正比，红移越大，星系距离我们越远。类星体超大的红移表明它们极其遥远，按照哈勃定律，可以推测出这些天体远在几十亿光年，甚至上百亿光年以上。

最早发现的类星体3C273红移值仅为0.158，而它距我们也有23亿光年。类星体远离地球时速度大得惊人。有一颗类星体OQ72，其红移值为3.53，离开地球的速度每秒钟高达27万千米。类星体的亮度极为惊人，如3C373亮度为12.8星等，如果把太阳放至类星体3C373的位置上，地球上的人们根本就观测不到。

类星体的新发现

如此“小”的体积内，要蕴含多少物质才能迸发出如此惊人的巨大能量呢？这用热核反应等理论远远不能解释。有人提出引力坍缩、正反物质湮灭等释放超巨量能量等假说；有人认为，类星体中心有特大质量的黑洞，以每年若干个太阳的速率吞噬环绕它的物质；还有人认为那里每天都在爆发超新星。

更令人惊奇的是，类星体的速度居然超过了光的速度。1977年以来，大量的测试证明，类星体3C373的内部有两个辐射源，并且它们还在相互分离，分离的速度竟高达每秒288万千米，是光速的9.6倍。这是错觉造成的，还是宇宙中存在着超光速运动呢？

科学家们经过研究发现，类星体的发光能力极强，比普通星系要强上千百倍，因此获得了“宇宙灯塔”的美名。更令人吃惊的是，类星体的体积非常小，直径只有一般星系的十万分之一，甚至一百万分之一。

为什么在这样小的体积内会产生这么大的能量？这一问题使科学家们兴趣倍增而又大伤脑筋。

因此，种种假说便接踵而来。有人认为其能源来源于超新星的爆炸，并猜测其体内每天都有超新星爆炸。还有人推测类星体中心有一个巨大的黑洞。

正当天文学家们大伤脑筋之际，又发现一些类星体光谱中，不同吸收谱线中有各不相同的红移值，这就是多重红移现象。后来，人们又发现了几个“超光速”的类星体。迄今为止，人类普遍认为光速是不能超越的，然而上述发现又是那样的奇特，实在让人百思不得其解。

近半个世纪以来，人们进行了大量观测，深入研究，已经取得了不少成绩，然而它的本质仍是一个未解之谜。

我还想知道

美国天文学家哈勃认为，红移的大小同星系与太阳系的距离成正比，红移越大，星系距离太阳系也就越远。由此，可以推算出这些类星体远在几十亿光年甚至上百亿光年之外。

行星真的有环吗

光环的发现

1610年，著名科学家伽利略在宇宙中发现了色彩美丽、排列匀称的光环，但并没有引起他的注意。直至1659年，荷兰科学家才证实那个光环是土星的光环。1979年，行星探测器飞近土星发现，土星环由上千个环组成，由土星云层顶部一直延伸至32万千米处。后来科学家们发现，在85万千米以外还有一些外环。很长一段时间内，人们都认为只有土星有环围绕，但是到了1977年，科学家们发现天王星也有9个细环围绕，1986年又观测到一个环，这样天王星共有10个环。

1979年3月，科学家发现木星也有虽暗但却清晰可见的环。它们由一个较明亮的窄环和一个扁环形的晕环组成的。1989年，“旅行者2号”宇宙探测器飞近海王星，发现了海王星也有5条围绕它的环，有的环是完整的，有的则是环的一部分，即环弧。

其他行星也有环吗

太阳系内有四颗大行星有环围绕，这引起了中国天文学家的关注。很多人在设想，太阳系的其他行星，包括人类居住的地球，是否都有环围绕呢？1964年，前苏联曾将两个人造卫星送入围绕地球的椭圆形轨道，卫星上装备有陨石微粒记录器。测量结果表明，靠近地球也有一个稳定的、相当稠密的尘埃组成的环。

通过进一步观测查明，它们是地球外围的几个与赤道平面倾斜度不同的圆环，由极细的尘埃粒子构成。尘埃环的高度为23.5千米至400万千米。随着远离地球表面的距离的增加，尘埃粒子的数量显著减少。关于其他类地行星是否有环围绕，各国科学家们意见不一，但都停留在推测上，没有可靠的观测证据来证明。也许随着空间探测的进一步深入，宇宙会为提供一些新的信息，目前它还是一个无人能解的谜。

光环是怎样形成的

首先，行星本身所在的空间的温度应足够低，以便能够保留大量的原始时期的颗粒物质。其次，行星的质量也要足够大，使行星的洛西限控制的空间半经延伸得足够远。很显然，类地行星不具备这样的条件，因此它们没有光环，有光环的只能是类木行星等质量较大、距离太阳较远的行星，这就是行星的光环为什么只存在于类木行星周围的原因。

但是这只是一个基本原因，实际情况会因行星的情况不同而不同，木星由于质量大，引力收缩时期产生的热量多，因而驱逐了星体周围较多的剩余物质，形成的光环较窄，为石质的。根据观测资料，天王星和海王星的光环为石质和冰质颗粒相间组成，环的宽度较大，内部的部分可能是由于单纯的洛西限作用形成的，而外围部分则可能是由于更远处的几颗大卫星的潮汐摄动造成的。这种摄动和木星对小行星带的摄动一样，将其轨道内的大部分原始的颗粒物质拉出，使剩余物质不能再因自身的引力聚合起来，形成较大的天体所致。

科学家的推断

早在1850年，法国数学家洛希就推断出：由行星引力产生的起潮力能瓦解一颗行星，或瓦解一颗进入其引力范围的过往天体。这种起潮力能够阻止靠近行星运转的物质结合成一个较大的天体。据此，科学家们进行了三种推测：第一，由于卫星进入行星的洛希极限内，从而被行星的起潮力瓦解；第二，位于洛希限内的一个或多个较大的星体，被流星撞击成碎片而形成光环；第三，太阳系演化初期残留下来的原始物质，因为在洛希极限内绕太阳公转，无法凝集成卫星，最终形成了光环。

不过，对于光环的成因，科学家们目前还只是猜测而已。更令他们不解的是窄环的存在，根据常规，天体碰撞、大气阻力和太阳辐射都会对窄环造成破坏，使它消散在空间。

究竟是什么物质保护着窄环呢？一些学者提出，一定有未观测到的小卫星位于行星光环窄环的边缘，它们的万有引力使窄环得以形成并受到保护。随着研究的深入，行星环为太阳系演化初期残留的某些物质绕行星公转这一观点，受到了怀疑。如德国一位天体学家认为，在一亿年前，一颗小彗星与一颗直径96.56千米的土星卫星发生碰撞，从而形成土星环。对于神奇的行星光环，科学家们仍然不断提出新的推测和假说。然而，随着天文新发现的增多，行星光环反而显得更加神秘莫测了。

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木星环系主要由亮环、暗环和晕三部分组成。环的厚度不超过30千米。亮环离木星中心约13万千米，宽6000千米。暗环在亮环的内侧，宽可达50000千米，其内边缘几乎同木星大气层相接。