臺北市立天文科學教育館

3C 273是一顆距離地球約25億光年的類星體，其能量釋放相當於數兆顆太陽，使其光芒足以穿越遙遠的宇宙空間直達地球。如今我們知道，這種極亮光源來自活躍星系中心的超大質量黑洞，當黑洞吞噬周圍物質時，釋放出巨大的能量。

1963年，天文學家在研究強烈電波源3C 273時，首次確認它是一種全新的天體。儘管看起來像一顆恆星，但光譜分析顯示，它距地球約25億光年，遠超單顆恆星的可能範圍。這一發現揭示了一種當時前所未有的天文現象，「『類』星體」因此得名，並徹底改變了我們對宇宙的認知。類星體的極端能量釋放，超越了當時對銀河系天體的理解。後續研究確認，類星體的能量來自超大質量黑洞吞噬物質時釋放的巨大能量。類星體被證實是活躍星系核的一種，與星系的形成和演化密切相關，也成為天文學和宇宙學的重要研究領域之一。

哈伯太空望遠鏡的高解析力為類星體研究帶來了突破性發現。在對3C 273的觀測中，哈伯揭示了距黑洞16,000光年內的複雜結構，包括絲狀物、氣團，以及一個L形結構。這些結構可能是被黑洞捕獲的小型衛星星系，逐漸向中央黑洞提供物質，進而驅動類星體的耀眼輝光。此外，哈伯的儀器還進一步揭示了類星體宿主星系及其周圍環境。

1994年，哈伯的影像首次揭示了3C 273周圍星系環境的複雜性。研究表明，類星體與伴星系可能經歷了碰撞與合併，這些過程將大量物質導引向超大質量黑洞，重新啟動類星體的活躍階段。此外，3C 273擁有一條長達30萬光年的星系外噴流，這些噴流以接近光速運行。透過比較22年間的數據，研究團隊發現噴流在遠離黑洞時速度加快，顯示出黑洞活動的深遠影響。

哈伯的觀測還揭示了類星體周圍許多前所未見的現象，包括不同大小的氣團和絲狀結構。這些詳細觀測幫助科學家結合電波干涉儀與光學影像的數據，更全面地了解類星體的複雜形態與星系交互過程。

圖說：哈伯拍攝的類星體3C 273影像。上下圖分別使用不同儀器拍攝。上圖的影像中，3C 273看起來像一盞明亮的白色車頭燈。一條橙白色、煙霧狀的線性結構向4點鐘方向延伸，這是由星系中心黑洞的類星體發射的星系外噴流。下方面板是哈伯日冕儀拍攝的影像，整體色調呈藍色。影像中央有一個黑色圓圈，阻擋了類星體的強光，附近可見藍色絲狀結構分布於黑洞周圍。星系外噴流依然清晰可見。Credits: NASA, ESA, Bin Ren (Université Côte d’Azur/CNRS)

目前，已知天空中至少有100萬個類星體，它們像宇宙中的聚光燈，為研究宇宙提供了豐富的數據資源。類星體在宇宙大霹靂後約 30億年達到數量高峰，當時星系碰撞頻繁，為超大質量黑洞提供了充足的物質，黑洞因吞噬這些物質而釋放出巨大的能量。作為第一個被發現的類星體，3C 273的研究不僅揭示了宇宙中極端的能量來源，也開啟了探索類星體與星系演化的全新領域。隨著詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的紅外觀測逐步展開，我們有望揭示更多類星體的奧秘，進一步深入理解宇宙的早期歷史。

（編譯 / 段皓元）

資料來源：HST