20世纪天文学四大发现

曾扬 1172分享

  天文学是很多人感兴趣的学科,那么你知道天文学著名的四大发现是什么吗?现在让我们一起来看看天文学四大发现吧!

  星际分子

  星际分子指存在于星际空间的无机分子和有机分子。星际分子的发现,是本世纪60年代轰动天文学界的一件大事。长期以来,天文学家认为,茫茫宇宙空间,除了恒星、恒星集团、行星、星云之类的天体物质,再没有什么别的物质了。直到20世纪初,人们还认为星际空间是一片真空。后来终于发现,在星际空间充满了各种微小的星际尘埃、稀薄的星际气体、各种宇宙射线以及粒子流。60年代在星际空间发现了大量有机分子云,云中含有各种复杂的有机分子。

  在银河中心区域有,在猎户座大星云和其他区域也有。此后,人们在宇宙太空中又陆续发现了更多的星际分子,其中有无机分子,也有有机分子。例如,羟基、一氧化碳、氰化氢、甲醇、乙醛、丙炔腈、甲胺等等。迄今为止,已发现的星际分子有50多种。

  类星体

  类星体又称为似星体、魁霎或类星射电源。它是宇宙早期星系核心,由星系中心的超大质量黑洞驱动。与普通星系相比,类星体直径小,但亮度大。自被人类发现以来,类星体就一直存在相互融合的趋势。与脉冲星、微波背景辐射和星际有机分子一道并称为1960年代天文学“四大发现”。根据哈勃定律,它们的距离远在几亿到几十亿光年之外。类星体是宇宙中最明亮的天体,它比正常星系亮1000倍。对能量如此大的物体,类星体却不可思议地小。与直径大约为10万光年的星系相比,类星体的直径大约为1 光天。

  灰尘环绕的类星体被发现20世纪六十年代,天文学家在茫茫星海中发现了一种奇特的天体,从照片看来如恒星但肯定不是恒星,光谱似行星状星云但又不是星云,发出的射电(即无线电波)如星系又不是星系,因此称它为“ 类星体”。 类星体的发现,与宇宙微波背景辐射、脉冲星、星际分子并列为20世纪60年代天文学四大发现。

  1960年天文学家们发现了射电源3C 48的光学对应体是一个视星等为16等的恒星状天体,周围有很暗的星云状物质。令人不解的是光谱中有几条完全陌生的谱线。1962年,又发现了在射电源3C 273的位置上有一颗13等的“恒星”。使天文学家同样困惑的是其光谱中的谱线也不寻常。

  微波背景辐射

  宇宙微波背景辐射(又称 3K背景辐射)是一种充满整个宇宙的电磁辐射。特征和绝对温标2.725K的黑体辐射相同。频率属于微波范围。

  1934年,Tolman是第一个研究有关 宇宙背景辐射的人。他发现在宇宙中辐射温度的演化里温度会随着时间演化而改变;而光子的频率随时间演化(即宇宙学 红移)也会有所不同。但是当两者一起考虑时,也就是讨论光谱时(是频率与温度的函数)两者的变化会抵销掉,也就是黑体辐射的形式会保留下来。

  1948年,由旅美的 俄国物理学家 伽莫夫带领的团队估算出,如果宇宙最初的温度约为十亿度,则会残留有约5~10k 的黑体辐射。然而这个工作并没有引起重视。

  1964年, 苏联的泽尔多维奇(Zel'dovich)、英国的 霍伊尔(Hoyle)、 泰勒(Tayler)、美国的皮伯斯(Peebles)等人的研究预言,宇宙应当残留有温度为几开的背景辐射,并且在厘米波段上应该是可以观测到的,从而重新引起了学术界对背景辐射的重视。美国的狄克(Dicke)、 劳尔(Roll)、 威尔金森(Wilkinson)等人也开始着手制造一种低噪声的天线来探测这种辐射,然而另外两个美国人无意中先于他们发现了背景辐射。

  脉冲星

  脉冲星(Pulsar),又称波霎,是中子星的一种,为会周期性发射脉冲信号的星体,直径大多为20千米左右,自转极快。

  人们最早认为恒星是永远不变的。而大多数恒星的变化过程是如此的漫长,人们也根本觉察不到。然而,并不是所有的恒星都那么平静。后来人们发现,有些恒星也很“调皮”,变化多端。于是,就给那些喜欢变化的恒星起了个专门的名字,叫“变星”。

  脉冲星发射的射电脉冲的周期性非常有规律。一开始,人们对此很困惑,甚至曾想到这可能是外星人在向我们发电报联系。据说,第一颗脉冲星就曾被叫做“小绿人一号”。

  经过几位天文学家一年的努力,终于证实,脉冲星就是正在快速自转的中子星。而且,正是由于它的快速自转而发出射电脉冲。蟹状星云脉冲星的X射线/可见光波段合成图像。

  正如地球有磁场一样,恒星也有磁场;也正如地球在自转一样,恒星也都在自转着;还跟地球一样,恒星的磁场方向不一定跟自转轴在同一直线上。这样,每当恒星自转一周,它的磁场就会在空间划一个圆,而且可能扫过地球一次。

  那么岂不是所有恒星都能发脉冲了?其实不然,要发出像脉冲星那样的射电信号,需要很强的磁场。而只有体积越小、质量越大的恒星,它的磁场才越强。而中子星正是这样高密度的恒星。

  另一方面,当恒星体积越大、质量越大,它的自转周期就越长。我们很熟悉的地球自转一周要二十四小时。而脉冲星的自转周期竟然小到0.0014秒!要达到这个速度,连白矮星都不行。这同样说明,只有高速旋转的中子星,才可能扮演脉冲星的角色。

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