CO JSOU AKTIVNí GALAKTICKá JáDRA?

Send

V 70. letech si astronomové uvědomili kompaktní zdroj rádia ve středu galaxie Mléčná dráha - kterou nazvali Střelec A. Po mnoha desetiletích pozorování a upevňování důkazů se domnívalo, že zdrojem těchto emisí byl ve skutečnosti supermasivní černá díra (SMBH). Od té doby astronomové teoretizovali, že SMBH jsou srdcem každé velké galaxie ve vesmíru.

Většinou jsou tyto černé díry tiché a neviditelné, takže je nelze přímo pozorovat. Ale v dobách, kdy materiál upadá do jejich masivních tlap, září zářením a vyzařuje více světla, než zbytek galaxie dohromady. Tato jasná centra jsou tzv. Aktivní galaktická jádra a jsou nejsilnějším důkazem existence SMBH.

Popis:

Je třeba poznamenat, že obrovské výkyvy jasu pozorované u aktivních galaktických jader (AGN) nepocházejí ze samotných supermasivních černých děr. Vědci již nějakou dobu pochopili, že nic, dokonce ani světlo, nemůže uniknout z Horizontu události černé díry.

Místo toho masivní výbuch záření - který zahrnuje emise v rádiu, mikrovlnném, infračerveném, optickém, ultrafialovém (UV), rentgenovém a gama vlnovém pásmu - pochází ze studené hmoty (plyn a prach), která obklopuje černou díry. Tvoří akreční disky, které obíhají kolem supermasivních černých děr a postupně jim dávají záležet.

Neuvěřitelná gravitační síla v této oblasti komprimuje materiál disku, dokud nedosáhne milionů kelvinů. To vytváří jasné záření a vytváří elektromagnetickou energii, která vrcholí v optickém UV vlnovém pásmu. Nad akrečním diskem se také vytváří koróna horkého materiálu a může rozptýlit fotony až do rentgenových energií.

Velká část záření AGN může být zakryta mezihvězdným plynem a prachem v blízkosti akrečního disku, ale pravděpodobně to bude znovu vyzařováno infračerveným vlnovým pásmem. Většina (pokud ne všechna) elektromagnetického spektra je tedy produkována interakcí studené hmoty s SMBH.

Interakce mezi rotujícím magnetickým polem supermasivní černé díry a akrečním diskem také vytváří silné magnetické trysky, které střílejí materiál nad a pod černou dírou při relativistických rychlostech (tj. Významný zlomek rychlosti světla). Tyto trysky se mohou prodloužit o stovky tisíc světelných let a jsou druhým potenciálním zdrojem pozorovaného záření.

Typy AGN:

Vědci obvykle dělí AGN do dvou kategorií, které jsou označovány jako „radio-tichý“ a „radio-hlasitý“ jádro. Radio-hlasitá kategorie odpovídá AGN, které mají rádiové emise produkované jak akrečním diskem, tak tryskami. Rádiem tiché AGN jsou jednodušší v tom, že jakékoli paprsky nebo emise související s tryskami jsou zanedbatelné.

Carl Seyfert objevil první třídu AGN v roce 1943, proto nyní nesou jeho jméno. „Seyfertské galaxie“ jsou typem radio-tiché AGN, které jsou známé svými emisními linkami a na základě nich jsou rozděleny do dvou kategorií. Seyfertovy galaxie typu 1 mají úzké i rozšířené linie optických emisí, které znamenají existenci mraků plynu o vysoké hustotě a rychlosti plynu mezi 1 000 - 5 000 km / s v blízkosti jádra.

Naproti tomu Seyferts typu 2 mají pouze úzké emisní čáry. Tyto úzké čáry jsou způsobeny oblaky plynu s nízkou hustotou, které jsou ve větší vzdálenosti od jádra, a rychlostmi plynu přibližně 500 až 1000 km / s. Stejně jako Seyferts, další podtřídy radio-tichých galaxií zahrnují radio-tiché kvasary a LINERy.

Galaxie s oblastí s nízkou ionizací v oblasti jaderné emise (LINERs) jsou velmi podobné galaxiím Seyfert 2, kromě jejich nízkoionizačních linií (jak název napovídá), které jsou poměrně silné. Jedná se o AGN s nejnižší svítivostí a často se zajímá, zda jsou ve skutečnosti poháněny narůstáním do supermasivní černé díry.

Radio-hlasité galaxie lze také rozdělit do kategorií, jako jsou rádiové galaxie, kvasary a blazary. Jak už název napovídá, rádiové galaxie jsou eliptické galaxie, které jsou silnými zářiči záření. Kvazary jsou nejzářivějším typem AGN, která mají spektra podobná Seyfertsovi.

Liší se však v tom, že jejich hvězdné absorpční vlastnosti jsou slabé nebo chybí (což znamená, že jsou pravděpodobně méně husté, pokud jde o plyn) a úzká emisní vedení jsou slabší než široké linie pozorované v Seyferts. Blazary jsou vysoce variabilní třídou AGN, které jsou rádiovými zdroji, ale v jejich spektrech nezobrazují emisní čáry.

Detekce:

Historicky vzato byla v centrech galaxií pozorována řada funkcí, které umožnily, aby byly identifikovány jako AGN. Například, kdykoli je akreční disk vidět přímo, lze vidět jaderně optické emise. Kdykoli je akreční disk zakrytý plynem a prachem v blízkosti jádra, lze pomocí infračervených emisí detekovat AGN.

Pak existují široké a úzké linie optických emisí, které jsou spojeny s různými typy AGN. V prvním případě jsou vyráběny vždy, když je studený materiál blízko černé díry, a jsou výsledkem toho, že se emitující materiál točí kolem černé díry vysokou rychlostí (což způsobuje rozsah dopplerovských posunů emitovaných fotonů). V prvním případě je viníkem vzdálenější chladný materiál, což má za následek užší emisní linie.

Dále jsou zde emise rádiového kontinua a rentgenového kontinua. Zatímco radiové emise jsou vždy výsledkem trysky, rentgenové emise mohou vznikat buď z trysky, nebo z horké korony, kde je rozptýleno elektromagnetické záření. Poslední jsou emise rentgenové čáry, ke kterým dochází, když rentgenové záření osvětlí chladný těžký materiál, který leží mezi jádrem a jádrem.

Tyto příznaky, samotné nebo v kombinaci, vedly astronomy k četným detekcím ve středu galaxií ak rozeznání různých typů aktivních jader tam venku.

Galaxie Mléčná dráha:

V případě Mléčné dráhy pokračující pozorování odhalilo, že množství materiálu nahromaděné na Sagitarrius A je v souladu s neaktivním galaktickým jádrem. To bylo teoretizoval, že to mělo aktivní jádro v minulosti, ale od té doby přešel do radio-tichá fáze. Bylo však také teoretizováno, že by mohla být znovu aktivní za několik milionů (nebo miliard) let.

Když se galaxie Andromeda spojí s naší vlastní za několik miliard let, superhmotná černá díra, která je v jejím středu, se sloučí s naší vlastní a vytvoří mnohem mohutnější a silnější. V tomto okamžiku je možná jádro výsledné galaxie - galaxie Milkdromeda (Andrilky)? - určitě bude mít dostatek materiálu, aby byl aktivní.

Objev aktivních galaktických jader umožnil astronomům seskupit několik různých tříd galaxií. Astronomům také umožňuje pochopit, jak lze velikost galaxie rozeznat podle jejího jádra. A konečně to také pomohlo astronomům pochopit, které galaxie prošly sloučením v minulosti a co by se jednou mohlo stát pro naši vlastní.

Napsali jsme mnoho článků o galaxiích pro časopis Space Space. Tady je Co pohání motor superhmotné černé díry? Mohla by se z Mléčné dráhy stát černá díra ?, Co je to supermasivní černá díra ?, Zapnutí supermasivní černé díry

Další informace naleznete v Hubblesite's News Releases na Galaxies a zde na vědecké stránce NASA o Galaxies.

Astronomie Cast má také epizody o galaktických jádrech a supermasivních černých dírách. Tady je Epizoda 97: Galaxie a Epizoda 213: Supermassive Black Holes.

Zdroj: