20世纪60年代，随着“类星体”的发现，这种奇特天体的诡异表现，使得一部分科学家对“天体的红移，是星系高速远离地球所造成的”这一判断，产生了严重的怀疑。

1960年底，美国天文学家艾伦·桑德奇用一台5米口径的光学望远镜，发现有一个很特别的天体。该天体位置与太空中编号为3C48的无线电波发射源（射电源）相吻合，也就是这个3C48射电源既发射无线电波，又发射可见光。但是，在它的光谱中有一些又宽又亮的发射线，这些发射线在光谱中所处的位置非常奇特，在此后长达三年之的时间里，这一光谱无人能够识别。

1963年，另一位美国天文学家马丁·施米特，又发现了一个与3C48很相似，编号为3C273的天体。施米特详细研究了3C273的光谱后惊人地发现：那些奇特的发射线，原本就是普通的氢光谱线，只不过朝着红光的方向移动了相当长的一段距离，也就是说它们具有非常大的“红移”，使得谱线不易辨认而已，自此，3C48之谜也迎刃而解了。

这种新型的天体特别之处在于，即使使用最大的天文望远镜进行观测，也仅呈现为与恒星类似的微小光点。如果按照红移与距离成正比例的关系计算，巨大的红移表明，它们是极其遥远的河外天体。天文学家也正是因其貌似恒星而非恒星，便将它们命名为类星体，也就是“类似恒星的天体”。

类星体

近年来，随着天文观测手段的不断进步，天文学家通过大型巡天望远镜，已经发现了20多万颗类星体，它们具有一些共同的诡异特点：

1、类星体在照相底片上具有类似恒星的影像，这意味着它们的角直径小于1″。极少数类星体有微弱的星云状包层，还有些类星体有喷流状结构。

2、类星体光谱中有许多强而宽的发射线，最经常出现的是氢、氧、碳、镁等元素的谱线，“氦线”非常微弱或者不出现，这可以用氦的低丰度来解释。现在，人们普遍认为，类星体的发射线产生于一个气体包层，产生的过程与一般的气体星云类似。类星体的发射线很宽，说明气体包层中一定存在猛烈的湍流运动。有些类星体的光谱中有很锐的吸收线，说明产生吸收线的区域里湍流运动的速度很小。

3、类星体发出很强的紫外辐射，因此颜色显得很蓝。光学辐射是偏振的，具有非热辐射性质。另外，类星体的红外辐射也非常强。

4、类星射电源结构多数呈双源型，少数呈复杂结构，还有少数是致密的单源，致密源通常与光学源重合。

5、类星体一般都有光变，时标为几年。少数类星体光变很剧烈，时标为几个月或几天。类星射电源的射电辐射也经常变化。观测还发现有几个“双源型”类星射电源的两子源，以极高的速度向外分离。

6、类星体的发射线都有很大红移。如果红移产生于宇宙空间膨胀效应，按照红移量来计算，大部分类星体都处在100亿光年之外，其中有40个左右距离地球超过127亿光年。

类星体奇异的特性，给天文学家带来了很多困扰，其中主要困扰之一是类星体的“能源困难”。

20世纪20年代，哈勃等人发现星系的光线普遍具有红移，而且红移量与星系的距离成正比的哈勃定律后，人们就开始用红移值来计算遥远天体的距离了。但是，由红移值推导出来类星体的距离，却出现了一个尖锐的矛盾：类星体的红移量异常之大，如果按照红移量来计算，则绝大多数类星体必定正在以每秒几万千米、十几万千米，甚至接近于光速的巨大速度退离我们而去。按照宇宙大爆炸理论，宇宙诞生于138亿年前，倒推它们的距离，这些类星体与我们必定远达几十亿光年，高红移的类星体距离地球可达到100多亿光年以上。而它们的尺度比星系小很多，但释放的能量却是星系的千倍以上，也就是它们具有超常的亮度，它们超常的亮度使其光线能够在100多亿光年以外的距离处被观测到。正是由于类星体如此遥远，又显得相当明亮，才导致其产能率高到令人困惑，这就是所谓“能源困难”问题，这同时也引发了天文界探索类星体本源的热潮。

活动星系核

在类星体发现后的二十余年时间里，人们对这一奇特天体的本源众说纷纭，陆续提出了各种假说模型，试图解释类星体的能源疑难，比较有代表性的有以下几种：

黑洞假说：类星体的中心是一个巨大的黑洞，它不断地吞噬周围的物质，并且辐射出能量。

白洞假说：与黑洞一样，白洞同样是广义相对论预言的一类天体。与黑洞不断吞噬物质相反，白洞源源不断的辐射出能量和物质。

反物质假说：认为类星体的能量来源于宇宙中的正反物质的相互湮灭。

巨型脉冲星假说：认为类星体是巨型的脉冲星，磁力线的扭结造成能量的喷发。

近距离天体假说：认为类星体并非处于遥远的宇宙边缘，而是在银河系边缘高速向外运动的天体，其巨大的红移是因为相对于地球运动的多普勒效应引起的。

超新星连环爆炸假说：认为在宇宙诞生初期，恒星都是些大质量的短寿类型，所以超新星爆发现象很常见，而在星系中心部位的恒星密度极大，所以在极小的空间内经常性地有超新星爆炸。

恒星碰撞爆炸说：认为起初宇宙较小时代，星系核的密度极大，所以常发生恒星碰撞爆炸。

20世纪90年代中期，随着观测手段的进步，类星体的一些谜团开始逐渐被揭开。其中一个重要的成果是观测到了类星体的“宿主星系”，并且测出了它们的红移值。证明类星体是生存在某些星系之中的星核部分，由于类星体的光芒过于明亮，而宿主星系又相对暗淡，所以此前宿主星系并没有被人们探测到。直到在望远镜上安装了类似观测太阳大气用的日冕仪一样的设备，遮挡住类星体明亮的光，才观测到了它们所处的宿主星系。

现在科学界已经逐步达成共识，认为类星体实际是星系一级的天体活动剧烈的核心部分（活动星系核）。而在同一时期，“赛弗特星系”和“蝎虎BL”天体被证实为是活动星系核，因此一种试图统一射电星系、类星体、赛弗特星系和蝎虎BL天体的活动星系核模型逐渐受到普遍认可。

这个模型认为，在星系的核心位置有一个特大质量黑洞，在黑洞的强大引力作用下，附近的尘埃、气体以及一部分恒星物质围绕在黑洞周围，形成了一个高速旋转的巨大的吸积盘。在吸积盘内侧靠近黑洞视界的地方，物质掉入黑洞里，伴随着巨大的能量辐射，同时形成了物质喷流。而强大的磁场又约束着这些物质喷流，使它们只能够沿着磁轴的方向高速喷射，通常是与吸积盘平面相垂直的方向。观察者观测活动星系核的视角有所不同，活动星系核则分别表现为类星体、射电星系、赛弗特星系和蝎虎BL天体。

按照这一说法，类星体的能源困难，总算有了一个比较合理的解释。但问题远没有结束，因为观测显示，有些“双源型”类星射电源的两子源，和有些类星体的“喷流”速度存在超光速运动。

超光速运动

观测发现，一部分类星体是孤立存在的，也有一部分是有分立的“子电波源”组成的。奇特的是，一些类星体两个子电波源的分离速度，存在“超光速”运动现象。

由巨大天线阵（VLA）从1977年到1980年，以波长2.8cm的无线电波波段观测结果显示，3C273射电源有两个分立的子电波源，其两个子电波源之间的分离速度高达11倍光速。

关于双“子源”分离速度超光速的问题，有人用“探照灯”原理进行解释：类星体中心的黑洞从两极向外发射射线，这些射线就像是两束探照灯的灯光，照射在附近的气体云上激发出光斑影像来。如果稍稍转动探照灯的方向，气体云上面产生的光斑就会以高速运动。只要气体云足够远，就可能产生超光速运动的幻象。

双子源究竟是什么，是不是虚影幻象，在没有更多证据证实之前，无法进行判断。但对于实体物质流的速度超越光速，就不是用虚影进行解释那么简单了。

观测显示，有些类星体具有“喷流”结构，而测量得到有些类星体喷流速度也大大超越光速。

2019年4月10日，人类获得首张黑洞照片，也就是大名鼎鼎的M87*黑洞，距离地球约5300万光年，质量为太阳质量65亿倍，位于一个直径约为24万光年的M87星系中。

M87*黑洞现在再次引起了科学家的注意，是因为科学家观测到它在疯狂地喷出极快的射流，以接近光速在外太空中行进。根据哈勃太空望远镜用可见光和红外光，对M87*黑洞射流进行了捕捉，根据合成图片显示，喷射流在外太空中延伸约5000光年，并且以99%光速速度向外继续运动，其中一部分射流速度看起来竟达到光速的6.3倍。

M87*黑洞

为了证实这一观测结果，天文学家动用了多种望远镜，地面望远镜阵列EHT，还有钱德拉X射线太空天文台，使用无线电，光学和X射线再次进行了观测，确认该射流以99%光速在移动，而其中一部分射流物质是光速6.3倍，另一部分射流是光速的2.4倍喷射而出。

根据爱因斯坦广义相对论原理，光速是物质运动速度的极限，也是能量传递速度的极限，物体不可能有超越光速的运动，以上的观测结果太不可思议了！问题究竟出现在哪里呢？

有人对类星体视觉光度和它们的红移值之间的关系进行了统计处理，结果发现在“红移－视星等”图上弥散度很大，分布毫无规律。也就是说，人们观测到的视觉亮度，与它的红移量之间的关联杂乱无章：视觉亮度高的类星体，红移量有的很大、有的小一些；视觉亮度低的类星体，红移量也是有的大、有的小。这与普通亮星系完全不同，普通星系规律性很强，视觉亮度高，红移量就小，视觉亮度低，红移量就大。

面对这种情形，有人开始怀疑类星体是否真的那么遥远？用宇宙膨胀理论来解释类星体红移是否合适？就这样，“类星体红移的本源”便成了当代天文学中的一大疑团。对此，天文学家有不同的意见和提法，如“宇宙学红移”“非宇宙学红移”“速度红移”“局域多普勒红移”“引力红移”“内禀红移”“本征红移”以及“光子老化”等。大致上可分为宇宙学红移和非宇宙学红移两个阵营。