ЩО ТАКЕ АКТИВНІ ГАЛАКТИЧНІ ЯДРА?

Send

У 1970-х астрономам стало відомо про компактне джерело радіо в центрі Галактики Чумацького Шляху - яке вони назвали Стрільцем А. Після багатьох десятиліть спостережень і мотивів свідчень було теоретично, що джерелом цих радіовипромінювань насправді є надмасивна чорна діра (SMBH). З цього часу астрономи прийшли до теоретизації того, що СМБХ є основою кожної великої галактики у Всесвіті.

Здебільшого ці чорні діри тихі і невидимі, тому неможливо безпосередньо спостерігати. Але в часи, коли матеріал потрапляє в їхні масивні кишки, вони палають радіацією, випромінюючи більше світла, ніж решта галактики разом узятих. Ці яскраві центри - це те, що відоме як Активна галактична ядра, і є найсильнішим доказом існування SMBH.

Опис:

Слід зазначити, що величезні сплески світності, що спостерігаються від Активних галактичних ядер (АГН), не надходять із самих надмасивних чорних дір. Протягом деякого часу вчені розуміли, що ніщо, навіть світло, не зможе уникнути горизонту події чорної діри.

Натомість масовий сплеск випромінювань - який включає викиди в радіо, мікрохвильовій, інфрачервоній, оптичній, ультрафіолетовій (ультрафіолетовій), рентгенівській та гамма-діапазонах хвиль - походять від холодної речовини (газу та пилу), що оточує чорний отвори. Ці форми накопичувальних дисків, які орбітують надмасивними чорними дірами, і поступово живлячись ними мають значення.

Неймовірна сила тяжіння в цьому регіоні стискає матеріал диска, поки він не досяг мільйонів градусів кельвіна. Це генерує яскраве випромінювання, виробляючи електромагнітну енергію, яка досягає максимуму в оптичному УФ-діапазоні хвиль. Корона з гарячим матеріалом утворюється і над накопичувальним диском і може розсіяти фотони до енергії рентгенівських променів.

Велика частка випромінювання AGN може бути затемнена міжзоряним газом і пилом, близьким до накопичувального диска, але це, швидше за все, буде повторно випромінюватися в інфрачервоному діапазоні хвиль. Таким чином, більшість (якщо не всі) електромагнітного спектру виробляються за рахунок взаємодії холодної речовини з SMBH.

Взаємодія між обертовим магнітним полем надмасивної чорної діри та накопичувальним диском також створює потужні магнітні струмені, які вистрілюють матеріал над і під чорну діру з релятивістською швидкістю (тобто значну частку швидкості світла). Ці струмені можуть поширюватися на сотні тисяч світлових років і є другим потенційним джерелом спостережуваного випромінювання.

Види AGN:

Як правило, вчені ділять AGN на дві категорії, які називають ядрами «радіо тихо» та «радіо-голосні». Категорія радіозвукових відповідає АГН, які мають радіовипромінювання, що видаються як накопичувальним диском, так і струменем. Радіо тихі АГН простіші, оскільки будь-які викиди, пов'язані зі струменем або струменем, є незначними.

Карл Сейферт відкрив перший клас AGN у 1943 році, саме тому вони тепер носять його ім'я. «Галактики Сейферта» - це тип радіо тихої АГН, відомий своїми лініями випромінювання, і на їх основі поділяються на дві категорії. Галактики Сейферта типу 1 мають як вузькі, так і розширені оптичні лінії викидів, що передбачає наявність хмар газу високої щільності, а також швидкості газу від 1000 до 5000 км / с поблизу ядра.

Сейферти типу 2, навпаки, мають лише вузькі лінії викидів. Ці вузькі лінії обумовлені газовими хмарами низької щільності, які знаходяться на більшій відстані від ядра, і швидкістю газу приблизно від 500 до 1000 км / с. Як і Сейферти, інші підкласи радіо тихих галактик включають радіо тихі квазари та ЛІНЕРИ.

Галактики регіону з низькою іонізацією ядерних викидів (LINER) дуже схожі на галактики Сейферта 2, за винятком їхніх низьких ліній іонізації (як випливає з назви), які є досить сильними. Вони є найнижчою світністю AGN, що існує, і їх часто цікавить, чи насправді вони живляться за рахунок аккреції до надмасивної чорної діри.

Радіоголосні галактики також можна підрозділити на такі категорії, як радіогалактики, квазари та блазари. Як випливає з назви, радіогалактики - це еліптичні галактики, які є сильними випромінювачами радіохвиль. Квазари - це найбільш світлий тип АГН, які мають спектри, подібні до Сейфертів.

Однак вони відрізняються тим, що їх зоряні особливості поглинання слабкі або відсутні (тобто вони, швидше за все, менш щільні в плані газу), а вузькі лінії викидів слабкіші за широкі лінії, що спостерігаються на Сейфертах. Блазари - це дуже мінливий клас AGN, який є джерелами радіо, але не відображає лінії випромінювання у своїх спектрах.

Виявлення:

Історично кажучи, в центрах галактик спостерігається ряд особливостей, що дозволили ідентифікувати їх як АРН. Наприклад, щоразу, коли накопичувальний диск можна побачити безпосередньо, можна побачити ядерно-оптичні викиди. Всякий раз, коли накопичувальний диск закривається газом і пилом, близьким до ядра, АГН може бути виявлений за його інфрачервоними викидами.

Потім з'являються широкі та вузькі оптичні лінії випромінювання, які пов'язані з різними типами AGN. У першому випадку вони утворюються щоразу, коли холодний матеріал наближається до чорної діри, і є результатом випромінювального матеріалу, який обертається навколо чорної діри з високою швидкістю (викликаючи діапазон доплерівських зрушень випромінюваних фотонів). У першому випадку винуватець більш віддаленого холодного матеріалу є наслідком більш вузьких ліній викидів.

Далі - радіоконтинуум та рентгенівські викиди. Тоді як радіовипромінювання завжди є результатом струменя, рентгенівські випромінювання можуть виникати як від струменя, так і від гарячої корони, де електромагнітне випромінювання розсіяне. Нарешті, є випромінювання рентгенівських ліній, які виникають, коли рентгенівські випромінювання висвітлюють холодний важкий матеріал, який лежить між ним та ядром.

Ці знаки, окремо або в поєднанні, змусили астрономів зробити численні виявлення в центрі галактик, а також виявити різні типи активних ядер там.

Галактика Чумацького Шляху:

У випадку Чумацького Шляху постійне спостереження показало, що кількість матеріалу, накопиченого на Стрільці А, відповідає недіяльному галактичному ядру. Було теоретично, що воно мало активне ядро в минулому, але з тих пір перейшло в радіо тиху фазу. Однак також теоретизовано, що через кілька мільйонів (або мільярдів) років вона може знову стати активною.

Коли Галактика Андромеди злиється з нашою за кілька мільярдів років, надмасивна чорна діра, яка знаходиться в її центрі, злиється з нашою власною, створюючи набагато більш масивну і потужну. У цей момент ядро отриманої галактики - Галактика Мілкдромеда (Андрількі), можливо? - напевно буде достатньо матеріалу, щоб він був активним.

Відкриття активних галактичних ядер дозволило астрономам згрупувати кілька різних класів галактик. Це також дозволило астрономам зрозуміти, як розмір галактики можна виявити за поведінкою в основі. І останнє, це також допомогло астрономам зрозуміти, які галактики зазнали злиття в минулому, і що може бути для нас колись.

Ми написали багато статей про галактики для космічного журналу. Ось що підживлює двигун надмасивної чорної діри? Чи міг Чумацький Шлях стати чорною дірою ?, Що таке надмасивна чорна діра? Увімкнення надмасивної чорної діри, що відбувається, коли стикаються надмасивні чорні отвори ?.

Для отримання додаткової інформації ознайомтеся з новинами Hubblesite про Галактики, а також ось наукову сторінку НАСА про галактики.

Астрономічна ролях також має епізоди про галактичні ядра та надмасивні чорні діри. Ось Епізод 97: Галактики та Епізод 213: Супермасивні чорні діри.

Джерело: