类星体的未解之谜及参考文献(类星体存在于什么

类星体的未解之谜及参考文献在宇宙中，恒星是一个庞大的存在，它们不仅有光芒，而且还有各种各样的物质组成，这些物质在太阳系中占据了非常重要的地位，我我们对于恒星的了解还是非常有限的，因为我们所看到的恒星都是通过望远镜观测到的，而且在这些望远镜中，有很多都是非常先进的设备，能够够帮助我们更好的观测宇宙中的一些天体。

《解开自然谜团的真相》长篇连载（9）

——用中国智慧解读大自然的奥秘

作者张宝盈

（本书已由华龄出版社于2020年10月出版发行，书名《探索自然之谜全三册》上册《天地自然》）

转载请注明出处，谢谢

（接上篇）

9.类星体辐射带、星系核辐射带与高能宇宙线

地球辐射带的存在是已经被完全证实了的。按照同样的原理，我们可以推测太阳、恒星也存在辐射带。还是同样的原理，再推而广之，还可以推知红巨星、白矮星、脉冲星、双星、中子星、类星体、星系核等等也可能存在辐射带。不言而喻，磁场愈强，温度愈高，辐射愈强的星体，其辐射带也愈强大，对带电粒子的加速作用也愈强，辐射粒子能量愈高。我们知道，类星体、星系核是辐射量更大、温度更高的星体，会存在更强的电场与磁场，也会存在更强大的“类星体辐射带”“星系核辐射带”，这样的辐射带体量更加巨大，带电粒子密度也可能更高，电场更强，而成为威力无比的超级“粒子加速器”。由此，我们将可能触及一个“世纪科学难题”——超高能宇宙线粒子的谜底。可以预料，超高能宇宙线可能正是由“类星体辐射带”或“星系核辐射带”加速生成。

寻找宇宙高能粒子（高能宇宙线）之源是一个迄今未解决的世纪难题，按照本书的思路，应该不难找到宇宙高能粒子、超高能粒子、特高能粒子的起源地。这是可以获得××奖的。有心人不妨悄悄尝试，抓住一个思路，也许就能成为赢家。

类星体辐射带和星系核辐射带同样捕获它们自身辐射的带电粒子和宇宙空间的粒子，也同样是它们自身的“能量回收站”，使能量循环利用，持久运行。

宇宙射线主要是由质子、氦核、铁核等裸原子核组成的高能粒子流；也含有中性的伽马射线和能穿过地球的中微子流。它们在星系际银河和太阳磁场中得到加速和调制，其中一些最终穿过大气层到达地球。

宇宙线主要是来源于银河系，一般能量E≥1015ev，最低为70Kev，超高能宇宙线E＞1018ev。极高能宇宙线是能量高于1019ev的带电或中性的宇宙线粒子。有迹象显示，已经观测到了越来越多的能量超过1020ev的事件。（吴飞等，2003）

迄今记录到的最高能量的宇宙线粒子的能量达到3×1020ev，比人类制造的最大加速器，即欧洲核子研究中心的LHC产生的粒子能量还要高约3000倍。这些超高能宇宙线来自何方？这个问题始终没有得到回答。被列为21世纪11大未解科学难题之一，成为宇宙线物理学科的核心问题。（曹臻等，2009）

自然界最强大的能量释放过程，无论是核裂变还是核聚变或正反物质湮灭、超新星爆发等等，都不足以产生超高能粒子，如超新星遗迹对不同粒子的加速能力最高只能达到1015—1017电子伏（何会海等，2010）。，电场加速是产生超高能粒子的唯一途径。即使是能量最强的高能粒子，也是由更强大的电场加速形成，并不存在其他的奇异机制。

宇宙中充满了各种各样的星体，也充满了各种各样的“加速器（辐射带）”。每一颗恒星都存在或大或小的类似太阳风的“恒星风”。太阳风已有直接的观测证据，恒星风的存在也从恒星光谱中发现了间接证据，例如，在所有的M型巨星和超巨星中，强的吸收线都分成两条谱线，一条宽而浅，另一条锐而深，按照恒星谱线形成的理论，宽而浅的吸收线形成于光球之中，锐而深的吸收线则形成于光球之外的所谓星周物质即包层中，锐而深的星周吸收线相对于光球宽线有一个紫移，相应的速度为10千米/秒，说明包层正以此速度向外扩张，若包层中存在类似于对太阳风加速的机制，或者锐吸收线形成的包层位于远离恒星光球的地方，就可把它解释为星风。事实上，在双星武仙座α的目视伴星的光谱中，也可看到锐的星周吸收线，从谱线位移求得星周包层的运动速度达到10千米/秒，这就表明，在距离武仙座α主星至少700个天文单位的地方仍存在着吸收物质；且物质的外流速度大于该处的逃逸速度（1―2千米/秒），在其他的分光双星中，也观测到类似这样的现象。，在OB型超巨星的光谱中，普遍存在所谓的天鹅座P型星的谱线轮廓，即发射线旁边出现紫移的吸收线。在1000―2000埃之间的紫外光谱中，从吸收分线的位移可知视向速度为1400千米/秒，甚至达3000千米/秒。上述观测资料表明，这些星正在抛出热的气壳，以每秒上千千米的速度向外膨胀。这种现象可认为是存在星风的间接观测证据。红巨星星风的速度较低，大约为每秒20―60千米。（据百度百科）

由于宇宙间物理规律的统一性，可以推测类星体、星系核也会存在“类星体风”“星系核风”。恒星风、类星体风、星系核风中的带电粒子进入各自的辐射带之后，大部分粒子沿磁力线重新输回星体，导致星体活动集中在南北纬35°线附近。但也有一部分粒子可能由于入射角特殊等原因，被辐射带电场强力加速后，向宇宙空间逃逸。这些被加速的粒子在传播过程中又会遭遇各种各样的不同星体的“加速器（辐射带）”，被不断地一次又一次地加速，部分粒子到达地球时已具备极高能量，成为超高能、极高能宇宙线粒子。，类星体辐射带、星系核辐射带就是超高能粒子、特高能粒子的发源地。

大部分宇宙线来自太阳，仅靠太阳电场、太阳辐射带电场的加速可能还无法使带电粒子达到宇宙线粒子那样高的能量，必然存在更高效的加速机制——共振加速。由于太阳上存在各种共振，在这样的共振场中，带电粒子就会获得极大加速力，从而具备极高能量。同样，在类星体、星系核中存在更强的共振场，带电粒子受到的加速力更大，获得的能量更强。这些受到加速的高能粒子在穿越类星体辐射带或星系核辐射带时，如果与这些辐射带中的带电粒子流发生共振，受到“共振加速”，就会具备更高的能量，从而形成超高能、特高能粒子。高能粒子的加速也是电场加速+共振加速这样的双重机制。

在此之前，我们对宇宙超高能、极高能粒子来源完全茫然无知，毫无头绪，现在，“共振加速机制”和“类星体辐射带”、“星系核辐射带”、类星体风、星系核风的可能存在为我们破解这个世纪难题带来了契机。虽然这还仅仅是一个思路，但在许多重大科学问题中，恰恰缺乏这样一个正确思路。这个思路提出来以后觉得很简单，但在未提出之前却是千难万难难于上青天。

，红巨星、黄巨星、蓝巨星、白巨星、各种超巨星、特超巨星、白矮星、红矮星、黑矮星、蓝矮星、黄矮星、褐矮星、脉冲星、双星、磁星等等都可能存在辐射带和共振加速机制，加速生成不同的宇宙线辐射。有待进一步研究。

也许，我们只是把一个已经被确切证明了的科学事实——地球辐射带的存在——简单推广了一下，就能解决一个科学难题。

（未完待续，接下篇）