我們這些弱小的人類(lèi)認(rèn)為我們可以加速粒子？看看我們，對(duì)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)感到如此自豪。但是，和類(lèi)星體比起來(lái)，我們建造的任何粒子加速器都黯然失色。類(lèi)星體是自然界第一的加速器。這些類(lèi)星體簡(jiǎn)直如野獸一般。

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術(shù)語(yǔ)類(lèi)星體是“類(lèi)星射電源”的一個(gè)盡管有些拙劣的縮寫(xiě)表達(dá)。20世紀(jì)50年代，類(lèi)星體首次被發(fā)現(xiàn)，并因其原因不詳?shù)纳潆姺派涠妹?。在圖中，它們表現(xiàn)為星狀光點(diǎn)。因而被命名為類(lèi)星射電源。

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事實(shí)上，類(lèi)星體是活動(dòng)星系核（AGN）；并且是特別明亮的一種。

AGN是密集而擁擠的星系中心區(qū)域。研究表明，類(lèi)星體發(fā)出的強(qiáng)烈亮度并不是來(lái)自星光。那里有別的什么東西。

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哈勃空間望遠(yuǎn)鏡傳回的盤(pán)狀星塵中隱藏了半人馬射電源A的中心區(qū)域。

圖源：NASA/ESA/Hubble

絕大多數(shù)或全部的星系，在其中心都有特大質(zhì)量黑洞（SMBH）。圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)的是一個(gè)待確認(rèn)的圓形物質(zhì)，被黑洞強(qiáng)勁的引力吸引著。旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)中的物質(zhì)將加速到相對(duì)論速度。在被加速的同時(shí)，它的溫度上升并開(kāi)始發(fā)光。絕對(duì)藍(lán)星是我們所知的最持久的發(fā)光體。而類(lèi)星體是最強(qiáng)的絕對(duì)藍(lán)星。宇航員們?cè)?jīng)觀察到劇烈的電磁輻射，從無(wú)線電波到伽馬射線，跨越了整片光譜。

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一項(xiàng)新研究著眼于類(lèi)星體的能量。他們研究最強(qiáng)的輻射——伽馬射線，發(fā)現(xiàn)輻射的來(lái)源不僅僅受限于中心區(qū)域大小。那個(gè)尚未確定的圓盤(pán)也位于這里。伽馬射線的輻射還來(lái)自于等離子流，這些等離子流有幾千光年長(zhǎng)，并且從中心區(qū)域向外發(fā)散。

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這是一張半人馬射電源A的錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)圖像。它展示了一個(gè)自中心黑洞延伸

30,000光年的相對(duì)論性噴射。

圖源：R.卡夫（SAO）等人，CXO，美國(guó)宇航局(NASA)

這項(xiàng)新研究的標(biāo)題是“半人馬射電源A噴流的高能量加速解算”，它由 H.E.S.S.合作組織聯(lián)合創(chuàng)作， H.E.S.S.是一個(gè)聚集了來(lái)自13個(gè)國(guó)家超過(guò)200名研究人員的團(tuán)體組織。這篇論文在《自然》上發(fā)表。

半人馬射電源A，又叫NGC 5128，是距我們最近的射電星系，因此它的活動(dòng)星系核(AGN)已被廣泛研究。它也十分明亮，因而業(yè)余天文學(xué)愛(ài)好者也十分了解它。它的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)廣為人知。

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半人馬座A的彩色合成圖像，顯示了活躍星系中央黑洞的裂片和噴流。這是由三種儀器在不同波長(zhǎng)下獲得的圖像合成的。來(lái)自APEX上LABOCA的870微米亞毫米數(shù)據(jù)顯示為橙色。錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)的X射線數(shù)據(jù)顯示為藍(lán)色。位于智利拉希拉的MPG/ESO 2.2米望遠(yuǎn)鏡上的廣域成像儀（WFI）的可見(jiàn)光數(shù)據(jù)顯示，恒星和星系特有的塵埃帶接近“本色”。ESO/WFI（光學(xué)）

但是新研究的結(jié)論向我們對(duì)類(lèi)星體的理解提出了新問(wèn)題。

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伽馬射線由超高能光子組成。對(duì)它們的觀測(cè)是研究宇宙中最高能事物的關(guān)鍵，比如類(lèi)星體。

H.E.S.S.是高能立體視野系統(tǒng)的縮寫(xiě)。它是一個(gè)位于納米比亞的天線陣列，用來(lái)研究甚高能(VHE)伽馬射線天體物理學(xué)。為了這項(xiàng)工作，H.E.E.S.花費(fèi)了超過(guò)200個(gè)小時(shí)以高分辨率觀測(cè)半人馬射電源A。研究員不僅能研究等離子體噴射結(jié)構(gòu)軌道，也能辨認(rèn)出高能輻射源。

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HESS數(shù)組中的大型中央望遠(yuǎn)鏡，負(fù)責(zé)對(duì)高能量伽馬射線中爆發(fā)的射線作首檢。圖片來(lái)源：MPIK / Christian F?hr。 他們發(fā)現(xiàn)伽馬輻射不僅來(lái)自于星系的中央，附近的黑洞和吸積盤(pán)，還有噴射流。這些噴射流延伸了數(shù)千光年。這意味著，粒子加速不限于恒星吸積盤(pán)，而是充當(dāng)著數(shù)千光年長(zhǎng)度的粒子加速器。

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來(lái)自該研究的這幅圖展示了半人馬射電源的超高能伽馬放射區(qū)域。圖源HESS聯(lián)合組織。該研究的一個(gè)結(jié)果是，這些噴射流、和它們的高能輻射，可能是宇宙中大量背景伽馬射線的來(lái)源。

宇宙中有很多射電星系。如果進(jìn)一步研究能夠表明也放射伽馬射線，這對(duì)解釋宇宙的背景伽馬射線將有很大幫助。

H.E.E.S.是我們目前所有的最靈敏的伽馬射線觀測(cè)臺(tái)。但是很快，切倫科夫望遠(yuǎn)鏡陣(CTA)將全面運(yùn)轉(zhuǎn)。這臺(tái)設(shè)備可以對(duì)半人馬射電源A及其他類(lèi)星體做更加詳細(xì)的觀察。

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通常情況下，地球上無(wú)法觀測(cè)伽馬射線，需要依靠航天天文臺(tái)，像費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡來(lái)找尋它們的蹤跡。然而H.E.E.S.和CTA陣采取了其他方法。

H.E.E.S.與切倫科夫望遠(yuǎn)鏡陣都測(cè)量了切倫科夫輻射.當(dāng)高能伽馬射線撞擊地球大氣層，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生極高速電子/陽(yáng)電子對(duì)。如果大氣層中這些粒子的速度超越光速，就會(huì)發(fā)出切倫科夫輻射。

作者： EVAN GOUGH

FY：Astronomical volunteer team

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