Классификация активности ядер галактик

В середине астрономы столкнулись с необычным явлением в ядрах некоторых массивных галактик, в крошечных по размеру областях в сотни тысяч раз меньших, чем сама галактика, наблюдается выделение коллосального количества энреги, слишком большой, чтобы ее можно было объяснить излучениями или взывами обчных звезд. Такие галатики получили название галактик с активными ядрами и их энрегия может может выделяться самыми различными способами.

Лишь самые крупные звездные системы – спиральные и эллиптические – имеют яркую центральную конденсацию, отчетливо выделяющегося на фоне и без того яркой центральной частих [4].

В центре галктики может наблюдаться источник исчезающе малого углового размера, который даже невозможно непосредственно измерить, обладающий очень мощьным излучением в различных диапазонах спектра (видимом, инфрокрасным, ультрофиолетовым, а иногда радио и рентгеновском диапазоне). Его светимость может состовлять значительную долю от светимости галактик в целом. Его спектр отличается от спектра звездных систем, что говрить о соввершенно другой природе излучения. Во многих галактиках мощность излучения активного ядра непостоянна, она может заметно изменять свою видимуя яркость за месяцы, недели, сутки.

В центре галактики иногода присутсвует газ, излучющие яркие и необычно широкие спектральные линии, по которых можно определить, что он движется с очень быстрой скростью в разных направлениях. По расчетом это скрость равна нескольким тысячим километров в секунду. Что в десятки раз быстреечес обычные звезды.

Наблюдаемые признаки активности ядра и формы выделения энергии могут быть различными. Наиболее часто встречающимися проявлениями активности являются:

- быстрое движение газа со скоростями в тысячи километров в секунду, которое приводит к сильному уширению линий излучения в спектре ядра вследствие эффекта Доплера;

- излучение большой мощности в коротковолновых (оптической, ультрафиолетовой и рентгеновской) областях спектра, сконцентрированное в очень небольшой области размером менее светового года. Спектр его не похож на спектр абсолютно черного тела и имеет степенную форму (Fν ∼ νⁿ, где n ≈ 0. 6–0. 8). Излучение обычно имеет переменный характер без четко выраженного периода; характерное время заметного изменения светимости составляет от нескольких лет до нескольких дней или даже часов;

- выбросы струй (джетов) газа и высокоэнергичных частиц из активных ядер;

По характеру проявления активности принято разделять галактики с активным ядром на сейфертовские галактики, радиогалактики, квазары и лацертиды.

Сейфертовские галактики – это спиральные галактики, в которых активное ядро наблюдается как звездоподобный, часто переменный по яркости объект, в центре галактики. Спектр ядра, как отмечалось выше, отличается наличием ярких и широких эмиссионных линий. Обычно выделяют два типа: Seyfert 1 и Seyfert 2. Первые характеризуются особенно широкими линиями водорода (тысячи километров в секунду) и более сильным излучением в оптическом континууме и в рентгеновском диапазоне.

В окрестности сейфертовских ядер часто наблюдается интенсивное звездообразование в около ядерном газовом диске радиусом несколько сотен парсек (не путать с аккреционным диском вокруг черной дыры). Активность молодых звезд (нагрев газа и пыли, вспышки сверхновых) также вносит свой вклад в наблюдаемы особенности сейфертовских ядер, причем вклад массивных звезд в энергетику ядра не всегда легко отделить от вклада центрального, не звездного источника [1].

Радиогалактики. Из ядра может происходить мощный выброс потоков космических лучей. Чаще всего противоположных направленеиях. Удаляясь от ядра галактики, электроны космических лучей пораждают мощное синхротронное излучение. Вблизи таких галактик образуется радиоисточники колосальных размеров, часто во много раз больше самой галактики [3]. Они распологаются семитрично по обе стороны галактики. Мощные радиогалактики встречаются, как правило, среди массивных эллиптических. Форма самих радиоисточников различна: обычно это либо радиоизлучающая оболочка вокруг галактики, либо длинные «джеты» – выбросы из ядра в противоположных направлениях, хотя возможна их комбинация. В самом центре галактики потоки релятивистских частиц часто наблюдаются как крошечные и неоднородные по яркости «парсековые» радиоджеты, направленные от ядра [1]. Примером радиогалактики явялется Центавра А. На рисунке 6 показан рисунок Центавры А в различных диапазонах.

Рисунок 6. Centaurus A в радио, оптическом и рентгеновском диапазоне.Снимок сделан 11 января 2008года [2].

1960 году были обнаружены необычные объекты, по своим наблюдаемымсвойствам родственным активным ядрам галактик. Это так называемые квазизвездные объекты, т.е объекты похожие на звезды. Часто их называют квазарами. Спектры квазаров сильно смещены в красную сторону спектра, как у очень далеких галактик. Длина смещения самого яркого квазара смещено на 15,8 %.

Если интерпретировать этот сдвиг как эффект Доплера, то радиозвезда удаляется от Земли со скоростью 0,158с. То есть более 47000 км/с [4]. Это скорость в несколько раз превыщает космическую для галактики. Это говорит что не звезда, а самостоятельная далекая галактика. Если воспользоваться законом Хабла то растояние может достигать несколько милиардов световых лет. Они видны на таком большом расстояинии из-за своей огромной светимости. Квазары самый яркий зарегестрированный источник излучения наблюдаемой нами вселенной. Их светимость равна 10¹²-10¹³ светимости солнца [3]. Большинство астрофизиков пришло к согласию, что главным источнкиом энергии квазаров, так и более спокойных ядер, служит падение вещества на сверхмассивную черную дыру [4]. На рисунке 6 представлена изображение кавазара3C 273 сделанная телскопом Хабл.

Рисунок 6. Изброжение квазара 3C 273.