MITKä OVAT AKTIIVISET GALAKTISET YTIMET?

Send

1970-luvulla tähtitieteilijät saivat tietää Kompaktista radiolähteestä Linnunradan galaksin keskustassa - jonka he nimittivät Jousimieheksi A. Monien vuosikymmenten havaintojen ja lisääntyneiden todisteiden jälkeen ajateltiin, että näiden radiopäästöjen lähde oli itse asiassa supermassiivinen musta aukko (SMBH). Siitä lähtien tähtitieteilijät ovat havainneet, että SMBH: t ovat jokaisen maailmankaikkeuden suuren galaksin ytimessä.

Suurimman osan ajasta nämä mustat aukot ovat hiljaisia ja näkymättömiä, joten niitä on mahdotonta havaita suoraan. Mutta aikoina, jolloin materiaalia putoaa niiden massiivisiin magoihinsa, ne lempeävät säteilyllä, lähettäen enemmän valoa kuin muu galaksi yhdessä. Nämä kirkkaat keskukset ovat niin kutsuttuja aktiivisia galaktisia ydimiä, ja ne ovat vahvin todiste SMBH: n olemassaololle.

Kuvaus:

On huomattava, että aktiiviset galaktiset ytimet (AGN) havaitsevat valtavat valoisuuspurskaukset eivät ole peräisin itse supermassiivisista mustista reikistä. Jo jonkin aikaa tutkijat ovat ymmärtäneet, ettei mikään, edes valo, pääse pakenemaan mustan aukon tapahtumahorisontista.

Sen sijaan massiivinen säteilypurske - johon sisältyy säteily radio-, mikroaalto-, infrapuna-, optisessa, ultravioletti (UV), röntgen- ja gammasäteilyn kaistalla - tulee kylmäaineista (kaasu ja pöly), jotka ympäröivät mustaa reikiä. Nämä muodostavat lisääntymislevyjä, jotka kiertävät supermassiiviset mustat reiät, ja asettamalla ne vähitellen asiaan.

Tämän alueen uskomaton painovoima puristaa levyn materiaalia, kunnes se saavuttaa miljoonia kelvin-asteita. Tämä tuottaa kirkasta säteilyä, tuottaen sähkömagneettista energiaa, joka huipussaan optisessa-UV-aaltoalueella. Kuuman materiaalin korona muodostaa myös lisäyslevyn yläpuolelle ja voi hajottaa fotonit röntgenenergioihin saakka.

Suuri osa AGN: n säteilystä voi peittää tähtienvälisen kaasun ja pölyn, joka on lähellä lisäyslevyä, mutta tämä säteilee todennäköisesti uudelleen infrapuna-aaltoalueella. Sellaisenaan suurin osa (ellei koko) sähkömagneettisesta spektristä tuotetaan vuorovaikutuksessa kylmän aineen kanssa SMBH: ien kanssa.

Supermassiivisen mustan reiän pyörivän magneettikentän ja lisääntymislevyn välinen vuorovaikutus luo myös voimakkaita magneettisuihkuja, jotka tuhoavat materiaalia mustan aukon ylä- ja alapuolella relativistisilla nopeuksilla (ts. Merkittävä osa valonopeudesta). Nämä suihkut voivat ulottua satojen tuhansien valovuosien ajan ja ovat toisena mahdollisena havaitun säteilyn lähteenä.

AGN-tyypit:

Tyypillisesti tutkijat jakavat AGN: n kahteen luokkaan, joita kutsutaan ”radio-hiljaiseksi” ja “radio-äänekäksi” ytimeksi. Radio-äänekäs luokka vastaa AGN: iä, joilla on sekä päästölevyn että suuttimien tuottama radiosäte. Radio-hiljaiset AGN: t ovat yksinkertaisempia, koska kaikki suihkut tai suihkuun liittyvät emissiot ovat vähäpätöisiä.

Carl Seyfert löysi ensimmäisen luokan AGN: n vuonna 1943, minkä vuoksi he kantavat nyt hänen nimeään. ”Seyfert-galaktikot” ovat erään tyyppinen hiljainen AGN, joka tunnetaan päästölinjoistaan ja jaetaan kahteen luokkaan niiden perusteella. Tyypin 1 Seyfert-galakseissa on sekä kapeita että laajentuneita optisia päästöviivoja, mikä tarkoittaa korkean tiheyden kaasupilvien olemassaoloa ja kaasun nopeutta välillä 1000 - 5000 km / s ytimen lähellä.

Sen sijaan tyypin 2 seyfereillä on vain kapeat päästöjohdot. Nämä kapeat viivat johtuvat matalatiheyksisistä kaasupilvistä, jotka ovat kauempana etäisyydestä ytimestä, ja kaasun nopeuksista noin 500 - 1000 km / s. Seyfertsin ohella muitakin hiljaisten galaksien alaluokkia ovat radio-hiljaiset kvartaarit ja LINERit.

Matalan ionisaation omaavat ydinpäästöaluelinjat (LINERit) ovat hyvin samanlaisia kuin Seyfert 2 -galaksit, paitsi niiden alhaisen ionisaatiolinjan (kuten nimestä voi päätellä), jotka ovat melko vahvoja. Ne ovat olemassa olevan heikoimman valon AGN, ja usein pohditaan, ovatko ne todella virrattomia lisääntymisellä supermassiiviseen mustaan reikään.

Radioääniset galaksit voidaan myös jakaa luokkiin, kuten radiogalaksit, kvaasarit ja basaarit. Kuten nimestä voi päätellä, radiogalaksit ovat elliptisiä galakseja, jotka säteilevät voimakkaasti radioaaltoja. Kvasaarit ovat valoisimpia AGN-tyyppejä, joiden spektrit ovat samanlaisia kuin Seyferts.

Ne ovat kuitenkin erilaisia siltä osin, että niiden tähtien absorptio-ominaisuudet ovat heikot tai puuttuvat (tarkoittavat, että ne ovat todennäköisesti vähemmän tiheitä kaasun suhteen) ja kapeat päästöjohdot ovat heikompia kuin Seyfertsissä havaitut leveät linjat. Blazars ovat erittäin vaihteleva luokka AGN: tä, jotka ovat radionlähteitä, mutta joiden spektrissä ei ole emissioviivoja.

Tunnistus:

Historiallisesti ottaen galaksien keskuksissa on havaittu useita piirteitä, jotka ovat mahdollistaneet niiden tunnistamisen AGN: ksi. Esimerkiksi aina, kun lisäyslevy voidaan nähdä suoraan, ydinoptiset päästöt voidaan nähdä. Aina kun ytimen lähellä oleva kaasu ja pöly peittävät lisäyslevyn, AGN voidaan havaita sen infrapunapäästöillä.

Sitten on leveät ja kapeat optiset säteilylinjat, jotka liittyvät erityyppisiin AGN: iin. Edellisessä tapauksessa niitä tuotetaan aina, kun kylmä materiaali on lähellä mustaa reikää, ja ne ovat seurausta säteilevästä materiaalista, joka pyörii mustan aukon ympärillä suurilla nopeuksilla (aiheuttaen emittoitujen fotonien Doppler-siirtymiä). Edellisessä tapauksessa syyllinen on kauempana oleva kylmä materiaali, mikä johtaa kapeampiin päästöjohtoihin.

Seuraavaksi esiintyy jatkuvia radio- ja röntgen-päästöjä. Vaikka radiopäästöt ovat aina suihkun tuloksia, röntgensäteilyä voi syntyä joko suihkusta tai kuumasta koronasta, jossa sähkömagneettinen säteily on hajallaan. Viimeisenä on röntgensäteilypäästöjä, joita tapahtuu, kun röntgensäteily valaisee sen ja ytimen välissä sijaitsevaa kylmää raskaata materiaalia.

Nämä merkit, yksinään tai yhdistelmänä, ovat johtaneet tähtitieteilijöitä tekemään lukuisia havaintoja galaksien keskellä ja havaitsemaan siellä olevat erityyppiset aktiiviset ytimet.

Linnunradan galaksi:

Linnunradan tapauksessa jatkuva havainto on paljastanut, että Sagitarrius A: lle kerätyn materiaalin määrä on yhdenmukainen inaktiivisen galaktisen ytimen kanssa. On ajateltu, että sillä oli aiemmin aktiivinen ydin, mutta siitä lähtien se on siirtynyt radio-hiljaiseen vaiheeseen. On kuitenkin myös ajateltu, että se voi jälleen aktivoitua muutaman miljoonan (tai miljardin) vuoden kuluttua.

Kun Andromeda Galaxy sulautuu omaamme muutamassa miljardissa vuodessa, sen keskellä oleva supermassiivinen musta aukko sulautuu omaamme, jolloin syntyy paljon massiivisempi ja voimakkaampi. Tässä vaiheessa syntyvän galaksin ydin - Milkdromeda (Andrilky) galaksi, ehkä? - hänellä on varmasti tarpeeksi materiaalia aktiiviseksi.

Aktiivisten galaktisen ytimien löytäminen on antanut astronomille mahdollisuuden ryhmitellä useita erilaisia galakseja. Tähtitieteilijät voivat myös ymmärtää, kuinka galaksin koko voidaan havaita ytimen käyttäytymisen perusteella. Ja viimeiseksi, se on myös auttanut tähtitieteilijöitä ymmärtämään, mitkä galaksit ovat menneet fuusioihin aiemmin ja mitä voisi tulla jonakin päivänä.

Olemme kirjoittaneet monia artikkeleita galakseista Space Magazine -lehteen. Tässä on mitä polttaa supermassiivisen mustan reiän moottoria? Voisiko Linnunradasta tulla musta reikä? Mikä on Supermassiivinen musta reikä ?, Käynnistä supermassiivinen musta reikä. Mitä tapahtuu, kun supermassiiviset mustat reiät törmäävät ?.

Lisätietoja on Hubblesiten uutisissa galakseista ja täällä on NASA: n tiedesivu galakseista.

Astronomy Cast: lla on myös jaksoja galaktisista ytimistä ja supermassiivisista mustista reikistä. Tässä on jakso 97: Galaksit ja jakso 213: Supermassiiviset mustat reiät.

Lähde: