类星体中心存在一个超大质量黑洞，是怎么判断出来的？ 第1页

首先我们知道类星体的光度约为 ，属于高光度天体，且光变时标短则几小时长则几年，由此可以知道类星体的尺度约为 。

从光度和尺度出发，在1969年，著名的Lynden Bell讨论了射电噪类星体的能源。类星体的寿命约为 年，因此，光度为 的类星体在一生中释放的总能量为 ，即。很明显，这也是类星体的能量下限。定义核反应的能量释放效率为 ，所生成的能量为E，质量为M，则根据公式 ,得到的 。而对于一个尺度为 、质量为 的类星体，其所蕴含的引力势能至少将达到 。因此，Lynden Bell认为，类星体的最重要的能源是引力收缩。

让我们考虑一个质量为 的史瓦西黑洞，其半径就是引力半径 。在距离黑洞中心 处、质量为 的物体的引力势能为 。如果物体从远处被黑洞吸积到 处，它所获得的能量E在不考虑相对论效应时为 ，这意味着能量转化的效率 ，比核反应的效率高了一个量级。

但是需要指出的是，Lynden Bell当时并没有要求类星体中心一定是一个黑洞，而当时也存在着诸如巨脉冲星模型和致密星团模型。

首先，类星体光变没有周期性，这就否定了巨脉冲星模型，因为巨脉冲星的自转一定会带来周期性。其次，类星体光变的自相关函数也否定了致密星团模型。

因此，类星体中心是一个超大质量黑洞便成了最好的模型。

参考文献：

黄克谅. 类星体与活动星系核[M]. 中国科学技术出版社, 2005.