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宇宙中最亮的天体

时间: 2021-04-12 17:04:13 | 作者：火叔 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 105次

宇宙中最亮的天体

问：

翻译版：宇宙中在以下波段最亮的系外天体是什么：10cm, 1e-1cm, 1e-3cm, 1e-5cm, 1e-7cm, 1e-9cm ? 在这些波长中，源分布是各向同性的吗？

英文版：What are the brightest extra-solar system sources in the sky at the following wavelengths: 10cm, 1e-1cm, 1e-3cm, 1e-5cm, 1e-7cm, 1e-9cm? Is the source distribution isotropic at any of these wavelengths?

答：

这个问题的本意并不是要求把每个源的名字罗列出来，而是通过这个问题了解天体（宇宙）在不同波段会呈现出不同的形态。想要全方位的了解宇宙，一定得需要全波段的观测。

下图是在不同波段看到的银河的样子，从上往下分别是射电波段到伽马射线波段，每个波段都有其不同的形态。

不同波段看到的银河 (图源: NASA/GSFC)

题目中的波长分别是10cm, 1e-1cm, 1e-3cm, 1e-5cm, 1e-7cm, 1e-9cm. 这些波段分别对应着天文学中的微波到x-ray，如下图。知道了这些对应关系，就知道题目问的是什么了。所以题目可以这样理解，天文学中，微波波段、红外波段、紫外波段、x-ray波段中最亮的天体分别是什么？

波长频率对应图（图源：www.britannica.com）

下面是目前参考文献中能查到的最亮天体的结果，但是随着多波段数据的越来越多，这些最亮天体的宝座随时会被替换。

Cassiopeia A

波长10cm, 对应1GHz. 天空中1GHz最亮的源是 Cassiopeia A, 它是位于仙后座的超新星遗迹。

Cassiopeia A（图源 / WIKI）
SMM 02399–0136

0.1cm的波长，对应着亚毫米波段。SCUBA是一个亚毫米波的巡天项目，在该巡天中发现的最亮的天体是一个红移~2.8的星系，该星系命名为：SMM 02399–0136. (参考文献：DOI: 10.1023/A:1002667629927)

SMM 02399–0136（图源 / arXiv:astro-ph/9712161）
WISE J224607.57-052635.0

1e-3cm的波长，对应着红外波段。美国宇航局广域红外勘测探测器 (WISE) 的数据中，发现了一个遥远的星系，它发出的红外光相当于太阳的300,000,000,000,000,000倍，中心可能存在着一个巨大的黑洞，正在吞噬着周围的气体。该星系被昵称为极亮红外星系，简称ELIRGs. 因为是被WISE发现的，故命名为WISE J224607.57-052635.0.【参考资料3】

WISE J224607.57-052635.0 （图源：NASA/JPL-Caltech）
Adhara

1e-5cm的波长，对应紫外波段。紫外波段最亮的星是Adhara, 中文名是弧矢七，大犬座的第二目视亮星，仅次于天狼星。Adhara是一颗B2型巨星，温度非常高，其大部分能量是通过紫外线辐射的。几百万年后，这颗恒星的外层会膨胀起来。这将使表面更冷，所以Adhara的紫外线会减弱。相反，这颗恒星将在另一个波段发光——成为天空中最明亮的红外线源之一。【参考资料4】

弧矢七（图源 / 百度百科）
天蝎座X-1

1e-7cm, 1e-9cm的波长分别对应软和硬X-ray波段。产生x射线的方式主要有黑体辐射、轫致辐射、同步辐射等。天蝎座X-1(Sco X-1)是目前已知的天空中最亮的X射线源，是在天蝎座方向发现的第一个太阳系外的X射线源。它于1962年被探测到，其X射线辐射不仅很强，而且像其他X射线源一样变化很大。【参考资料5】

天蝎座X-1艺术图 （图 / alchetron.com）

根据目前的观测结果和数值模拟结果，从宇宙大尺度来看，宇宙是各向同性的，也就是说不论朝着宇宙哪个方向观测，其物理属性都是一样的。

需要指出的是，这里的最亮天体不是指目视最亮。目视最亮毫无疑问是太阳，其次是月亮、金星、木星等。因为天体距离我们有远有近，对比一个天体真实亮度的话要把它们都放在同一距离上，这就是天文学上常说的绝对星等（绝对亮度）概念，本文中的亮度指的都是天体的绝对亮度。

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参考资料：

https://www.britannica.com/science/X-ray

https://www.cta-observatory.org/

https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-wise-spacecraft-discovers-most-luminous-galaxy-in-universe/

https://stardate.org/radio/program/2021-01-12

https://www.britannica.com/topic/Scorpius-X-1

文章标题: 宇宙中最亮的天体
文章地址: http://www.xdqxjxc.cn/jingdianwenzhang/101799.html
文章标签：天文知识  天文科普  宇宙
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