ŠTO SU AKTIVNI GALAKTIČKI NUKLEI?

Send

1970-ih astronomi su postali svjesni kompaktnog radijskog izvora u središtu Galaksije Mliječni put - koji su nazvali Strijelac A. Nakon mnogih desetljeća promatranja i slaganja dokaza, postalo je teoretično da je izvor tih radio emisija zapravo supermasivna crna rupa (SMBH). Od tog vremena astronomi su došli do teoretiziranja da su SMBHs u srcu svake velike galaksije u Svemiru.

Većinu vremena ove su crne rupe tihe i nevidljive, pa ih je nemoguće izravno promatrati. Ali u doba kada materijal pada u njihove masivne magle, oni plamte zračenjem, izlažući više svjetla nego ostatak galaksije zajedno. Ova svijetla središta su ono što je poznato kao aktivni galaktički nuklei i najjači su dokaz postojanja SMBH.

Opis:

Treba napomenuti da ogromni rafali svjetlosti promatrani iz aktivnih galaktičkih nukleusa (AGN) ne dolaze iz samih supermasivnih crnih rupa. Znanstvenici već neko vrijeme razumiju da ništa, pa ni svjetlo, ne može pobjeći od Horizonta crne rupe.

Umjesto toga, masivna rafalna zračenja - koja uključuju emisije u radio, mikrovalnoj, infracrvenoj, optičkoj, ultra-ljubičastoj (UV), rendgenskoj i gama-zraka valovima - dolaze od hladne materije (plina i prašine) koja okružuje crninu rupe. Ovi obloženi diskovi koji okružuju supermasivne crne rupe i postepeno ih hrani.

Nevjerojatna sila gravitacije na ovom području komprimira materijal diska sve dok ne dosegne milion stupnjeva Kelvina. To stvara svijetlo zračenje, proizvodeći elektromagnetsku energiju koja doseže vrh u optičkom UV zračenju. Korona od vrućeg materijala formira se i iznad diskrecionog diska i može rasipati fotone do rendgenske energije.

Veliki dio AGN-ovog zračenja može biti zasjenjen međuzvjezdanim plinom i prašinom u blizini akumulacijskog diska, ali to će se vjerojatno ponovo zračiti u infracrvenom valnom opsegu. Kao takav, većina (ako ne i svi) elektromagnetskog spektra nastaje međudjelovanjem hladne materije sa SMBH.

Interakcija između rotacijskog magnetskog polja supermasivne crne rupe i akrecijskog diska također stvara snažne magnetske mlaznice koji pucaju materijal iznad i ispod crne rupe relativističkim brzinama (tj. Značajan dio brzine svjetlosti). Ti se mlazovi mogu proširiti na stotine tisuća svjetlosnih godina i drugi su potencijalni izvor promatrane radijacije.

Vrste AGN:

Znanstvenici AGN obično dijele na dvije kategorije, koje se nazivaju "radio-tiho" i "radio-glasno" jezgra. Radio-glasna kategorija odgovara AGN-ima koji emitiraju radio emisije kako akumulacijskog diska, tako i mlaznica. Radio-tihi AGN-ovi su jednostavniji u tome što su bilo kakve mlazne ili mlazne emisije zanemarljive.

Carl Seyfert otkrio je prvu klasu AGN-a 1943. godine, zbog čega sada nose njegovo ime. "Seyfertove galaksije" su vrsta tihog AGN-a koji su poznati po svojim emisijskim vodovima i na njima se dijele u dvije kategorije. Seyfertove galaksije tipa 1 imaju uske i proširene linije optičkih emisija, što implicira postojanje oblaka plina velike gustoće, kao i brzine plina između 1000 - 5000 km / s u blizini jezgre.

Seyferti tipa 2, nasuprot tome, imaju samo uske linije za emisije. Ove uske linije uzrokovane su plinskim oblacima male gustoće koji su na većoj udaljenosti od jezgre i brzinama plina od oko 500 do 1000 km / s. Kao i Seyferts, druge podklase radio-tihih galaksija uključuju radio-tihe kvazare i LINER-ove.

Galaksije regije niske jonizacije nuklearne emisije (LINER-ovi) vrlo su slične galaksijama Seyfert 2, osim po linijama niske ionizacije (kao što ime i govori), koje su prilično jake. Oni su AGN-i s najnižom svjetlošću koji postoje, i često se zapitaju jesu li u stvari pogonom na supermasiranu crnu rupu.

Radio-glasne galaksije također se mogu podijeliti u kategorije poput radio-galaksija, kvazara i blazara. Kao što ime sugerira, radio galaksije su eliptične galaksije koje su snažni odašiljači radio-valova. Kvazi su najsvjetliji tip AGN-a, koji imaju spektar sličan Seyferts-u.

Međutim, one se razlikuju po tome što su njihove zvjezdaste apsorpcijske karakteristike slabe ili odsutne (što znači da su vjerojatno manje guste u pogledu plina), a uske emisijske linije slabije su od širokih linija vidljivih na Seyfertsu. Blazari su visoko varijabilna klasa AGN-a koja su izvori radija, ali ne prikazuju emisijske vodove u svojim spektrima.

Otkrivanje:

Povijesno gledano, uočena su brojna obilježja u središtima galaksija koja su omogućila da se identificiraju kao AGN. Na primjer, kad god se disk za akreciranje može izravno vidjeti, mogu se vidjeti nuklearno-optičke emisije. Kad god je disk za usisavanje zatrpan plinom i prašinom blizu jezgre, njegova se infracrvena emisija može otkriti AGN.

Zatim su tu široke i uske linije optičkih emisija koje su povezane s različitim vrstama AGN-a. U prvom su slučaju proizvedeni kad god se hladni materijal nalazi blizu crne rupe, i posljedica su toga da se materijal koji emitira vrti oko crne rupe s velikim brzinama (uzrokujući niz doplerskih pomaka emitiranih fotona). U prvom slučaju krivac je udaljeniji hladni materijal, što rezultira užim linijama emisija.

Sljedeće emisije su kontinuirane radijske i rentgenske snimke. Iako su zračne emisije uvijek rezultat mlaznice, x-zraka emisije mogu nastati bilo iz mlaznice, bilo iz vruće korone, gdje je raspršeno elektromagnetsko zračenje. I na kraju, postoje emisije rendgenskih zraka, koje nastaju kada emisije x-zraka osvjetljavaju hladan teški materijal koji leži između njega i jezgre.

Ovi znakovi, sami ili u kombinaciji, naveli su astronome da izvrše brojna otkrića u središtu galaksija, kao i da razaznaju različite vrste aktivnih jezgara vani.

Galaksija Mliječni put:

U slučaju Mliječnog puta neprekidno promatranje otkrilo je da je količina akumuliranog u Strijelcu A u skladu s neaktivnim galaktičkim jezgrom. Teoretiziralo se da je u prošlosti imao aktivno jezgro, ali od tada je prešao u radio-tihu fazu. Međutim, također se tvrdi da bi mogao ponovno postati aktivan za nekoliko milijuna (ili milijardi) godina.

Kad se Andromeda galaksija spoji s našom u nekoliko milijardi godina, supermasivna crna rupa koja se nalazi u njenom središtu spajat će se s našom, proizvodeći mnogo masivniju i snažniju. U ovom trenutku, jezgro rezultirajuće galaksije - galaksija Milkdromeda (Andrilky), možda? - sigurno će imati dovoljno materijala da bude aktivan.

Otkriće aktivnih galaktičkih jezgara omogućilo je astronomima da grupiraju nekoliko različitih klasa galaksija. Također je astronomima omogućeno da razumiju kako se veličina galaksije može razaznati po ponašanju u njenoj jezgri. I posljednje, također je pomoglo astronomima da shvate koje su se galaksije u prošlosti podvrgle spajanju i što bi moglo doći za našim vlastitim danom.

Napisali smo mnogo članaka o galaksijama za Space Magazine. Evo što pokreće motor supermasivne crne rupe? Može li mliječni put postati crna rupa? Što je supermasivna crna rupa? Uključivši supermasivnu crnu rupu, što se događa kada se sudaraju supermasivne crne rupe ?.

Za više informacija pogledajte vijesti Hubblesitea o galaksijama, a ovdje je i NASA-ova naučna stranica o galaksijama.

Astronomy Cast također ima epizode o galaktičkim jezgrama i supermasivne crne rupe. Evo epizode 97: Galaksije i epizoda 213: Supermasivne crne rupe.

Izvor: