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第23部分

系,距離為1600萬光年。它並不是一個很強的源,但有兩條壯觀的電離氣體流從星系中心的兩側噴出,並遠遠越過星系的光學邊界而延伸到100萬光年之遙。這種宇宙噴流的終止處是發出同步射電輻射的雲塊,被稱為瓣。

在可見光段半人馬座A是一個非常美麗的天體,像是一個隱藏在塵埃層後的橢圓星系。它的核心有一個小的變化的射電源,尺度為光小時量級。雖然校的射電功率相當低,但它注入瓣中的能量卻相當於幾百萬顆超新星爆發,這表明半人馬座A的活動性很強,其中心發動機的質量至少為1000萬Mop。這種雙噴流結構不是半人馬座A所獨有的,而是射電活動核的一個顯著特徵。近幾年中,天文學家已使用長基線干涉儀分解出噴流像俄羅斯套娃娃那樣的結構。長度為幾光年的微噴流從緻密核心射出,並與延伸到數百萬光年遠處的大噴流精確地連成一線,這樣長距離上嚴格瞄準的氣體結構表明,發出噴流的中心源對方向的“記憶”能保持數百萬年。這種宇宙噴流是在像SS433(見“從恆星到星系”一節)這樣的恆星系統裡觀察到的噴流的放大形式。這種類比進一步支援了大質量轉動緻密天體作為中心發動機的思想,轉動軸的方向也就是氣體噴射的方向。

馬丁·里斯建議,那些顯示最劇烈光變的活動核,其“噴氣”方向正巧朝著地球。這個主意是為著解釋一類令人困惑的活動核,即所謂蠍虎型天體(這類星系中的第一個是在蠍虎座發現的,起先被以為是一顆變星,1968年才被證認為河外射電源)。它們最引人注目的特徵是光變比其他活動核更快,也更強烈。它們的光變時間短到只有幾個小時,以至於其輻射似乎是來自一個比同質量黑洞的尺度還要小的區域。還有一個重要的差別:其他活動核的光譜有很強的壯,發射線(類星體的距離正是利用其發射線的紅移來確定的),而竭慮型天體的卻幾乎是“無線”譜。按照普遍接受的觀點,發射線是產生於中心源周圍受到照射的巨大氣體雲,所有的活動核都必定有這種雲。

里斯的朝向地球噴流饃型同時解釋了蠍虎型天體表現上過快的光變和發射線的缺乏。由於使義相對論效應,一個速度接近於光速並朝著觀測者運動的噴過,其光度會被放大,而表觀光變時間會變短(還可以解釋為什麼有些噴流看上去運動得比光速還快)。而如果蠍虎型天體的噴流確是朝向地球,來自靠近中心處的發射線就會被噴流的極強輻射完全淹沒。

連續與變異

對“正常”星系,也就是核心光度弱於其餘部分的星系的觀測表明,它們有許多與活動星系共同的性質。最明顯的例子是銀河系,其核心是一個具有高度集中質量的射電源。看來可以合理地設想,活動星系核並不是什麼外來的怪物,而是處在有利於中心活動的演化階段的星系。

活動星系核最重要的性質是具有高度集中的大質量。前面所講的觀測方法能用來估計任何一個鄰近星系核的質量值,只要它不被塵埃所遮掩。這些方法對鄰近星系核的應用已經在過去幾年產生了,並正在繼續產生出驚人的結果:中心大質量的存在似乎是幾乎所有星系的共同特徵,無論是旋臂型的還是橢圓型的,是巨型的還是矮型的。在眾多的事例中,這裡只介紹特別有趣的兩個。

銀河系屬於一個約有20個成員的星系群,居於支配地位的是仙女座大星雲。它與地球的距離只有200萬光年,用肉眼即可看見。它是銀河系的近親,也是旋渦星系,化學成分相同,也有小的衛星系,只是尺度比銀河系大了將近一倍半。由於它的盤面不與觀測方向平行,它的不活動核心可以用光學望遠鏡觀測,並且可以測量核心附近恆星的分佈。最新的計算表明,它的闇弱中心的質量為

1000萬M,這個星系有著型號挺好的中心發動機,不過沒有運轉。

梅西葉32是仙女座大星雲的衛星系之一,是一個質量相差一百倍的矮橢圓星系,完全不活動,只不過是一群繞核心轉動的高齡恆星的集合而已。氣體和塵埃的缺乏使得可以很高精度觀測其核心部分,並得以計算出恆星是在圍繞一個500萬M/wi的看不見的中心質量運轉。這個矮星系的心臟和銀河系的一般大。

由此可見,如果大多數星系的核心都有著巨型黑洞,那麼它們活動的程度則取決於見光年半徑內恆星和氣體,也就是“燃料”的密度。梅西葉32雖有巨大的發動機卻完全不活動,也就不足為怪,因為這個橢圓星系很小,包含的恆星不多,並且完全沒有什麼氣體。梅西葉87是另一個極端,這個巨大的橢圓星系裡可能有一個50億M