什么是类星体？就像凝视着黑洞的枪口。

周四，研究人员宣布他们捕捉到了一颗微小、高能的中微子，它从大约 40 亿光年外的超大质量黑洞坠落到地球。

天体物理学家们感到兴奋，因为这是他们能够收集到这种难以捉摸粒子的第三个已识别的 宇宙天体——首先是太阳，然后在 1987 年一次邻近星系爆发的超新星，现在是耀变体。

那么，到底什么是耀变体呢？

宇宙引擎

大多数星系的中心——包括 我们自己的银河系——都有一个质量相当于数百万甚至数十亿个太阳的巨大黑洞。在某些星系中，这个超大质量黑洞周围可能会聚集着旋转的气体、尘埃和星际碎屑盘，供其吞噬。

当盘中的物质落向黑洞时，其引力能可以转化为光，使这些星系的中心非常明亮，因此得名活动星系核（AGN）。

其中一些活动星系核还会喷射出近乎光速的巨大物质流。科学家称之为类星体。

但当一个星系恰好处于这样的取向上，即喷流指向地球——可以说，我们正直视着枪管，那就称之为耀变体。它与类星体是同一种东西，只是指向的角度不同。

那些喷流以近乎光速将物质射向我们，而且，我们现在知道，它们会产生高能中微子，就像 2017 年 9 月由 IceCube 仪器探测到的那个一样。

这张半人马座 A 的图像，一个喷射物质的活动星系核，结合了 X 射线、微波和可见光图像。（图片来源：ESO/WFI (可见光); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss 等人 (微波); NASA/CXC/CfA/R.Kraft 等人 (X 射线)）

卑微的起源

发现的第一个耀变体最初被误认为是奇怪的恒星。1929 年，德国天文学家 Cuno Hoffmeister 发表了一份包含 354 个他认为是变星的天体的目录，即亮度会周期性变化的天体。该目录包含一个天体，因其所在的星座——仙后座（Lacerta，蜥蜴）而被称为 BL Lacertae，简称 BL Lac。

到了 20 世纪 60 年代末和 70 年代，天文学家们开始注意到 BL Lac 的一些奇怪之处。它的确会变亮变暗，但并不规律，而且它似乎在射电波段发出大量光，这对于恒星来说很不寻常。进一步的研究表明，BL Lac 距离太远，不可能是银河系中的恒星。而且在某些方面，它的行为比变星更像天文学家当时发现的另一种神秘天体——类星体。

最终，天文学家们发现 BL Lac 实际上是一个遥远星系中心的明亮天体。他们开始发现其他具有与 BL Lac 相似的奇特性质的天体，称之为“BL Lac 型天体”。到 1980 年，他们创造了“blazars”（耀变体）这个名字，结合了“BL Lac objects”和有些相似的“quasars”（类星体）。

20 世纪 80 年代和 90 年代的研究提供了证据，表明耀变体明亮的射电辐射来自以相对论速度运动的物质流。到 20 世纪 90 年代中期，天文学家们确定耀变体、类星体以及他们观测到的一些其他明亮的星系现象都属于同一类天体：活动星系核。

多信使天文学——利用中微子、引力波以及光进行观测——正在为我们理解宇宙打开新的窗口。（图片来源：IceCube 合作项目）

多信使天文学时代

自那时以来，技术的进步使天文学家能够以新的、改进的方式研究耀变体和其他活动星系核。将像 费米伽马射线空间望远镜 这样的望远镜送入轨道，使天文学家能够观测到这些天体发出的高能 X 射线和伽马射线，而这些射线会被地球大气层阻挡。

现在，我们正进入多信使天文学时代，光不再是我们能从天空中收集的唯一信息。2015 年首次探测到的引力波使天文学家能够观测黑洞和中子星的碰撞。追踪中微子的来源将有助于天文学家理解极端环境（如耀变体的相对论性喷流）背后的物理原理，这是仅凭光无法告诉我们的。

新工具带来新成就。通过将他们的工具箱从光的研究扩展到包括引力波和中微子，天文学家将以前所未有的方式开始理解宇宙。