谁“发现”了类星体

  图为因确认类星体距离而登上1966年3月11日《时代》周刊封面的斯密特
    科林碎玉

    2008年，美国加州理工学院的天文学家斯密特与英国剑桥大学的林登-贝尔获得了首届科维里天体物理学奖，奖金100万美元。他们获奖的原因是“极大地提升了人们对类星体特性的理解”。

    类星体是上世纪60年代“四大发现”之一。四大发现中，微波背景辐射与脉冲星在上世纪70年代获得了诺贝尔奖。可为什么与类星体有关的科学家没有获得诺贝尔奖，却只在2008年才获得了远没有那么著名的科维里奖呢？这是因为，没有人能说得清到底是谁“发现”了类星体。这是一个复杂而又交织着爱恨悲欢的故事。

    20世纪50年代，射电天文学蓬勃发展。所谓的射电，就是无线电。射电天文学家发现了天空中很多发出射电辐射的天体。剑桥小组的天文学家将一部分特殊的射电源编入一个表格，并不断更新，最著名的是“剑桥射电源第三星表”，英文缩写为“3C”。

    1960年春，闵可夫斯基确定3C表中的3C295是一个距离达到50亿光年的射电星系。同年夏天，马修斯带着3C表找到桑德奇，他确定了这些射电源的精确位置，希望桑德奇能够观测自己圈出的射电源，验证它们是不是星系。桑德奇于同年秋天使用5米口径的光学望远镜观测了表中的第48号射电源――3C48，探测到明亮的可见光辐射，并获得了它的光谱。

    但是，桑德奇发现它是一个点状光源，明显小于星系；此外，它的亮度就会变化。因此，桑德奇认为这不是星系，而是一颗类似恒星的天体。桑德奇还发现，这颗“星”的光谱中的一些发射线与普通的恒星不同，无法判断出这些线对应何种化学元素。他继续研究，却无法前进了。

    1962年12月底。斯密特得到了3C表中的另一个天体3C273的光谱，发现它的光谱也非常奇怪。就在他打算放弃时，他发现这颗星的光谱与常见的氢的光谱很像，只是位置不对，如果假设这条光谱向红色一端移动（红移），并将其往回移，那就可以与氢的光谱完全符合。换句话说，这条线可能是显著红移的氢线。斯密特计算出这条线的红移为0.16，意味着这个光源的速度达到了光速的0.16倍，即48000千米每秒，与地球的距离是15亿光年，比银河系亮得多，这是惊人的结果。这些比星系还亮却像恒星的天体被称为“类星体”。

    斯密特欣喜若狂。而桑德奇在得知结果之后，懊悔不已。此前他认为3C48是一颗银河系内恒星，从未考虑过红移的可能性。此时他只能用这个思路来解释3C48。然而，格林斯坦的介入，让他失去了这个机会。

    在斯密特解开3C273的谜团时，格林斯坦恰好来到斯密特的办公室。得知3C273的研究进展后，格林斯坦立即意识到3C48的奇怪光谱也可以用光谱的红移来解释，他计算出3C48的红移为0.37。在《自然》杂志的同一期，斯密特发表了研究3C273的论文，斯密特与马修斯发表了研究3C48的论文。唯有桑德奇悲凉地发现自己一无所获。

    格林斯坦的行为让桑德奇陷入痛苦。桑德奇发现了3C48的可见光对应物，但格林斯坦却将他未完成的工作抢先完成了。格林斯坦曾经是桑德奇的老师，桑德奇一直非常爱戴他，在自己办公室的门上贴着格林斯坦的照片。很快，格林斯坦发现那张照片被撕成一条条了：他伤害了曾经的学生。斯密特、格林斯坦和马修斯在此后几年内又发表了一些论文，后来，格林斯坦和马修斯不再研究类星体。格林斯坦痛心地说，类星体伤害了太多人。

    1964年，萨尔彼得与泽尔多维奇分别提出，星系中的一些物质落入中心的超大质量黑洞，将一部分能量转化为辐射，发出强光，可以解释类星体的亮度。1969年，林登-贝尔进一步发展了这个理论，并提出：大多数星系中心有处于休眠状态的超大质量黑洞。现在，这些理论都已经被观测证实。

    桑德奇首次发现伴随射电辐射的类星体，并在1965年首次发现不发出射电辐射的类星体，却没有首先确定出类星体的距离；斯密特首次确定了类星体的距离，却没有首先发现类星体。因此，没有人算得上是类星体的真正“发现”者。此外，类星体的理论解释也涉及多人。也许这就是这些先驱都无法获得诺贝尔奖的原因之一。所以，科维里奖的授奖词中说斯密特和林登-贝尔“极大地提升了人们对类星体特性的理解”，而不说他们分别是发现者和理论解释者。但是，没有让桑德奇分享这个奖，却不公平。2010年，桑德奇去世了。