Активные ядра галактик

Активные ядра галактик — подвид квазаров, основная особенность которых — отсутствие или слабость эмиссионных и абсорбционных линий в спектре в оптическом диапазоне. В остальном их спектры схожи со спектрами квазаров.

Активная гигантская эллиптическая галактика M87. Из центра галактики вырывается релятивистская струя (джет)

Галактические ядра считают имеющими признаки активности если:

1. Спектр электромагнитного излучения гораздо шире инфракрасного диапазона и может находиться в пределах от радио- до гамма-излучения.
2. Наблюдается «переменность» — изменение «мощности» источника излучения в точке наблюдения. Как правило, это происходит с периодом от 10 минут в рентгеновском диапазоне и до 10 лет в оптическом и радио диапазонах.
3. Имеются особенности спектра излучения, по которым можно судить о перемещении горячего газа с большими скоростями.
4. Есть видимые морфологические особенности, в том числе выбросы и «горячие пятна».
5. Имеются особенности спектра излучения и его поляризации по которым можно судить в том числе о наличии магнитного поля и его структуре.

Активная галактика — галактика с активным ядром. Есть мнение, что в центре таких галактик находится чёрная дыра, которая и является причиной повышенной интенсивности излучения от ядра, особенно в рентгеновском диапазоне. Из ядра таких галактик обычно вырывается релятивистская струя (джет). Отличительной чертой многих активных галактик является переменное (от нескольких дней до нескольких часов) рентгеновское излучение.

Модели АЯГ

Считается, что основным источником энергии АЯГ является аккреция вещества на сверхмассивную Черную дыру (с массами от 10₆ до 10₉ масс Солнца). Все АЯГ отличаются компактными размерами и чрезвычайно высокой светимостью, а именно аккреция обладает очень высоким коэффициентом превращения кинетической и потенциальной энергии в излучение; кроме того, сверхмассивная ЧД обладает высокой Эддингтоновской светимостью, что может объяснить наблюдаемую величину светимости АЯГ. В настоящее время существование сверхмассивной черной дыры в центре галактики считается доказанным для большинства (если не всех) массивных галактик.

Аккреционный диск

В стандартной модели АЯГ аккреционный диск формирует вещество, находящееся вблизи центральной ЧД. Трение частиц заставляет материю двигаться к внутренним слоям диска, а угловой момент вращения выталкивает ее наружу, что приводит к нагреву диска. Теоретически спектр аккреционного диска (АД) вокруг сверхмассивной ЧД должен иметь максимумы в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах. А корона из горячего материала, приподнятого над АД может вызывать возникновение рентгеновских фотонов за счет эффекта обратного комптоновского рассеяния. Мощное излучение АД возбуждает холодные частицы межзвездной среды, что вызывает возникновение эмиссионных линий в спектре. Большая часть энергии, излучаемой непосредственно АЯГ, может поглощаться и переизлучаться в ИК (и других диапазонах) окружающей АЯГ пылью и газом.

Состояние проблемы АЯГ (по Пронику)

Общепринятая модель АЯГ состоит из вращающейся массивной центральной черной дыры и окружающего ее аккреционного газового диска, являющегося источником ионизирующего излучения. Эта модель качественно объясняет давно наблюдаемую корреляцию потоков в непрерывном спектре и широких водородных линиях, а также существование запаздывания между ними. Таким образом, проблема АЯГ сводится к двум основным вопросам: каков механизм излучения непрерывного спектра и каким именно образом это излучение перерабатывается в излучение других спектральных диапазонов. Наблюдаемое в КрАО и зарубежных обсерваториях запаздывание длинноволнового излучения континуума по отношению к коротковолновому может свидетельствовать о том, что свечение большинства АЯГ обусловлено сильным трением и разогревом газа в аккреционном диске. Но надежного доказательства этому до сих пор нет. С другой стороны, свечение особой группы АЯГ – объектов типа BL Lacertae, может быть обусловлено, как свидетельствуют наблюдения, выполненные крымскими и финскими астрономами, исключительно синхротронным излучением релятивистского газового джета, направленного вдоль оси вращения диска по направлению к наблюдателю. Многолетний спектральный мониторинг АЯГ, проводимый некоторыми зарубежными обсерваториями, а также КрАО (с конца 1980-х г.г.), вкупе с развитием метода реверберационного анализа позволил предположить, что излучение широких эмиссионных линий водорода возникает в газовых облаках, двигающихся по кеплеровским орбитам примерно в одной плоскости и образующих внешний диск. Но общего согласия среди специалистов по этому поводу пока нет. В последнее время в мировых исследованиях особое внимание уделяется изучению взаимосвязи между излучением АЯГ в рентгеновском и оптическом диапазонах. Такая работа проводится и в КрАО. Согласно данным крымских астрономов, источник рентгеновского излучения должен находится в центре над диском, переизлучающем эту энергию в видимой области спектра. Результаты этих и других исследований опубликованы в книге, содержащей материалы проведенной в КрАО конференции “Переменность АЯГ от рентгена до радио” (Astronomical Society of the Pacific Conference Series, ASPCS, vol.360). Несмотря на определенный прогресс, достигнутый в изучении АЯГ, многие проблемы и задачи остаются нерешенными, например, такие как объяснение переменности профилей широких водородных линий, природа их “двугорбости” в некоторых АЯГ, кинематика и динамика газа в области диска, повышение точности определения масс центральных черных дыр и т.д.

Примечания

---

Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Активные ядра галактик. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .

---