类星体
类星体是一类非常明亮的天体,由遥远星系中心活跃的超大质量黑洞提供能量。尽管超大质量黑洞的尺寸仅相当于我们太阳系的大小,当它们吸收来自宿主星系的物质时,它们可以释放比该星系中的所有恒星多数百倍的能量。我们观测到的类星体光线主要来自于向中心黑洞螺旋掉入的非常热的物质,但有时也可能来自风或喷流中的高速气体。
类星体非常明亮,因此可以观测到距离地球非常遥远的类星体。根据我们对大爆炸宇宙学的理解,空间正在膨胀,因此一个类星体距离我们越远,它远离我们的运动速度就越快。这个速度被称为退行速度,它在光线穿越空间的旅程中拉伸了光波,导致波长增加,使光线变得更红。这种“红移”可以很容易地转化为类星体的距离测量,但同时也意味着在不同的红移下,类星体本征光谱的不同部分可以在光学波段中被测量到。
类星体是光变的,通常呈现出随机而非周期性的亮度变化。事实上,光变是发现类星体的最佳方式之一,因为只有少数恒星是光变的。
以下是三个典型类星体的声音化视频,每个类星体具有不同的红移。随着红移增加,不同的发射线开始出现在光谱中,这是因为在地球上观测时,本征紫外光红移到了光学波段范围。
类星体(红移 = 0.5)
以下是一个红移(z)值约为0.5的类星体观测的声音化视频。视频中包含184次观测,持续时间约4年,视频时长约45秒,因此每个时间节拍对应实际时间中的4天。这段视频扫过时间(x轴)并根据星等(y轴)调节音调。较低音调代表更暗的星等。在近4年的时间跨度内,从2018年初到2021年底,该类星体的亮度逐渐持续地上升,中间夹杂着一些较短的峰谷。总的来说,它的视星等变亮了约0.35等。在每个观测年份期间,还可以听到季节性间隔,即类星体在地球上不可见的时间段。
以下是我们观测到的红移为0.5的类星体的光谱。这段视频扫过波长(x轴)并根据由光流量或强度测量的亮度(y轴)调节音调,从波长的蓝端3600埃移动到红端10000埃。较低的音调代表较弱的光流量。在视频中,随着波长增加,光谱的流量(音调)逐渐减少。为了理解类星体经历的红移强度,请留意氢alpha发射线——它是视频中最强的发射线。通常位于6563埃处,对于这个红移的类星体,可以看到这条线在大约9800埃附近。
这个类星体,J3491757.48-103350.04是SDSS-IV光谱观测的目标之一。光变曲线是来自ZTF的光学r波段。
类星体(红移 = 1.0)
以下是一个红移为1.0的类星体观测的声音化视频。观测的持续时间为4年,时间基准为4天,与上面的数据相似。这个源有150次观测。这段视频扫过时间(x轴)并根据星等(y轴)调节音调。较低音调代表更暗的星等。2018年,该类星体的亮度保持相对稳定,随后在2019年它迅速变暗了0.2等。接下来,可以听到观测间的季节性间隔,然后它的亮度迅速增加了0.35等,达到了比2018年观测时更亮的水平。
接下来展示的是我们观测到的红移为1.0的类星体的光谱。这段视频扫过波长(x轴)并根据由光流量或强度测量的亮度(y轴)调节音调,从波长的蓝端3600埃移动到红端10000埃。较低的音调代表较弱的光流量。在视频中,随着波长增加,光谱的流量(音调)逐渐减少。这个光谱经过进一步的红移,氢alpha线不再在观测到的波长范围内可见。
这个类星体J,3582027.20-011528.12是SDSS-IV光谱观测的目标之一。光变曲线是来自ZTF的光学r波段。
类星体(红移 = 2.0)
以下是一个红移为2.0的类星体观测的声音化视频。在近4年的观测中,这个类星体共有245次观测。这段视频扫过时间(x轴)并根据星等(y轴)调节音调。较低音调代表更暗的星等。在2018年和2019年,该类星体的亮度保持相对稳定,然后在2020年和2021年之间亮度上升约0.3等,并保持在该水平上。在每个观测年份期间,可以听到季节性间隔,即类星体在地球上不可见的时间段。
接下来展示的是我们观测到的红移为2.0的类星体的光谱。这段视频扫过波长(x轴)并根据由光流量或强度测量的亮度(y轴)调节音调,从波长的蓝端3600埃移动到红端10000埃。较低的音调代表较弱的光流量。在视频中,随着波长增加,光谱的流量(音调)逐渐减少。
这个类星体,J3491757.48-103350.04是SDSS-IV光谱观测的目标之一。光变曲线是来自ZTF的光学r波段。
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