Aktiva galaktiska kärnor

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 23 april 2022; verifiering kräver 1 redigering .

Aktiva galaktiska  kärnor är kärnor i vilka processer sker, åtföljda av frigörandet av en stor mängd energi, som inte förklaras av aktiviteten hos enskilda stjärnor och gas-dammkomplex som finns i dem [1] .

De observerade tecknen på kärnaktivitet och formerna för energifrisättning kan vara olika. De vanligaste manifestationerna av aktivitet är [2] :

En aktiv galax  är en galax med en aktiv kärna. Sådana galaxer är indelade i: Seyfert , radiogalaxer , lacertider och kvasarer . För närvarande är det allmänt accepterat att det i mitten av en aktiv galax finns ett massivt kompakt föremål, troligen ett svart hål , vilket är orsaken till den ökade strålningsintensiteten, särskilt i röntgenområdet. En relativistisk stråle (jet) flyr vanligtvis från kärnorna i sådana galaxer . Ett kännetecken för många aktiva galaxer är variabel ( dagar till timmar ) röntgenstrålning . Det finns en åsikt att kvasarer , Seyfert-galaxer , radiogalaxer och blazarer  är en och samma, men synliga från jorden från olika synvinklar [3] . Det finns indikationer på att en roterande galax blir aktiv periodvis, det vill säga aktivitet är inte en egenskap hos galaxen, utan dess tillstånd.

AGN-modeller

För närvarande är det inte säkert känt vad som orsakar det ovanliga beteendet hos aktiva kärnor. Följande versioner diskuteras:

  1. Kärnans aktivitet är förknippad med utbrott av supernovor . I det här fallet kan en supernovaexplosion bli en startmekanism som frigör energin som är lagrad i hela kärnans område. Supernovaexplosioner som regelbundet förekommer i kärnan kan förklara den observerade energin hos kärnorna. Men några av de fenomen som observeras i radiogalaxer (utstötningar av materia i form av strålar av relativistisk plasma), som talar om den ordnade strukturen hos kärnans magnetfält, kan inte förklaras.
  2. Kärnaktiviteten genereras av ett massivt stjärnliknande föremål med ett starkt magnetfält . Det finns en analogi med pulsarer här . Huvudproblemet här är, som ni förstår, själva objektet.
  3. Aktiviteten hos kärnan med ett supermassivt svart hål (från 10 6 till 10 9 solmassor) är den mest accepterade teorin idag.

Accretion disk

Huvudartikel: Accretion disk

I standard AGN-modellen bildar ackretionsskivan (AD) materia som ligger nära det centrala svarta hålet (BH). I frånvaro av friktion resulterar den tyngdkraftsbalans som skapas av den centrala kroppens massa och centrifugalkraften i Keplerisk rotation. I detta fall minskar ämnets vinkelhastighet med avståndet från centrum (differentiell rotation). Accretionskivor har högt gastryck. Den differentiella rotationen av gasen genererar friktion, som bryter Kepler-rotationen, omvandlar energin från ordnad rörelse till energin av turbulens och sedan till värme. Ett turbulent och ordnat radiellt flöde uppstår i en turbulent gas, som å ena sidan tar fram rotationsvinkelmomentet, och å andra sidan bidrar till omvandlingen av gravitationsenergi till turbulensenergi. Båda effekterna leder till betydande uppvärmning av accretionskivan, vilket är orsaken till dess termiska emission. Teoretiskt sett bör emissionsspektrumet för en accretionskiva runt ett supermassivt svart hål ha maxima i det optiska och ultravioletta området. Och en korona av hett material, upphöjd över AD, kan orsaka uppkomsten av röntgenfotoner på grund av effekten av omvänd Compton-spridning. Kraftfull AD-strålning exciterar kalla partiklar från det interstellära mediet, vilket orsakar emissionslinjer i spektrumet. Det mesta av energin som emitteras direkt av AGN kan absorberas och återutsändas i IR (och andra områden) av damm och gas som omger AGN.

Periodisk aktivering av galaktiska kärnor

Många indirekta bevis är kända för att roterande galaxer periodvis befinner sig i ett exciterat tillstånd, vilket visar sig i aktiveringen av deras kärnor [4] [5] [6] [7] . De tidigare aktivitetsperioderna för galaxer, som för närvarande är lugna, indikeras av den radiella rörelsen av gas som kastas ut från kärnan, data om stjärnors metallicitet, vilket indikerar att processerna för stjärnbildning inte är stationära, utan periodiska och oregelbundna. arten av jetliknande utsläpp [8] [ 9] . De snabbt expanderande ringstrukturerna som observeras i mitten av vår galax på avstånd av 3 kpc och 2,4 kpc och komplexet av molekylära moln på ett avstånd av 300 pc från centrum stöder också detta antagande. Den ojämna fördelningen av materia inom en radie av 2 pc från centrum kan vara resultatet av en kraftig explosion som inträffade i mitten av galaxen för cirka 10 5 år sedan [10] .

Tillstånd för AGN-problemet (enligt V. I. Pronik)

Den allmänt accepterade AGN-modellen består av ett roterande massivt centralt svart hål och en ackretionär gasformig skiva som omger det, som är en källa till kraftfull joniserande strålning. Denna modell förklarar kvalitativt den observerade flödeskorrelationen i det kontinuerliga spektrumet och breda vätelinjer, såväl som förekomsten av en fördröjning mellan dem. Således reduceras problemet med AGN till två huvudfrågor: vad är mekanismen för kontinuerlig spektrumstrålning och hur exakt denna strålning bearbetas till strålning av andra spektralområden. Fördröjningen av långvågig kontinuumstrålning med avseende på kortvågsstrålning som observerats vid CrAO [11] och utländska observatorier kan indikera att emissionen av de flesta AGNs beror på stark friktion och uppvärmning av gasen i accretionskivan. Men det finns fortfarande inga tillförlitliga bevis för detta. Å andra sidan kan glöden från en speciell grupp av AGN, objekt av typen BL Lacertae,, som observationer gjorda av Krim och finska astronomer, bero på uteslutande synkrotronstrålning från en relativistisk gasstråle riktad längs rotationsaxeln för skivan mot betraktaren. Långtidsspektral övervakning av AGN, utförd av några utländska observatorier, samt av CrAO (sedan slutet av 1980-talet), tillsammans med utvecklingen av efterklangsanalysmetoden, gjorde det möjligt att anta att emissionen av breda emissionslinjer väte uppstår i gasmoln som rör sig längs Keplerska banor ungefär i samma plan och bildar en extern skiva. Men det finns fortfarande ingen allmän enighet bland experter i denna fråga. Nyligen, inom världsforskningen, har särskild uppmärksamhet ägnats studiet av sambandet mellan AGN-strålning i röntgen- och optiska områden. Sådant arbete utförs i CrAO. Enligt Krim-astronomer bör röntgenkällan vara placerad i mitten ovanför skivan, vilket återutstrålar denna energi i det synliga området av spektrumet. Resultaten av dessa och andra studier publiceras i en bok som innehåller material från konferensen "Astronomical Society of the Pacific Conference Series, ASPCS, vol.360" som hölls på CRAO. Trots vissa framsteg i studiet av AGN:er förblir många problem och uppgifter olösta, som att förklara variationen i profilerna för breda väteledningar, arten av deras "tvåpuckel"-natur i vissa AGN:er, gasens kinematik och dynamik i skivområdet, och förbättra noggrannheten för att bestämma massorna av centrala svarta hål.

Anteckningar

  1. ↑ Zasov och Postnov, 2006 , sid. 371.
  2. ↑ Zasov och Postnov, 2006 , sid. 372.
  3. ↑ Astronomi av XXI-talet -A- . Hämtad 9 januari 2014. Arkiverad från originalet 9 januari 2014.
  4. ↑ Burbridge GR, Burbridge EM, Sandage AR Bevis för förekomsten av våldsamma händelser i galaxernas kärna//Rev. Mod. Phys.—1963.— 35. —s.947-972.
  5. ↑ Oort JH Det galaktiska centrumet// Ann. Varv. Astron. Astrophys.—1977. — 15. —s.295-362.
  6. ↑ Gagen-Thorn V. A., Shevchenko I. I. Optisk variabilitet och radiostruktur för extragalaktiska källor. Bevis på återkommande aktivitet / / Astrofysik - 1982. - 18. - S. 245-254.
  7. ↑ Van den Bergh S. Explosions in galaxies// Vistas in Astronomy.— 1978.— 22. —s.307-320.
  8. ↑ Marsakov V. A., Suchkov A. A. Metallicitetsfunktionen hos klothopar: bevis på tre aktiva faser i galaxernas utveckling // Letters to Astron. Journal.-1976.- 2. -s.381-385.
  9. ↑ Ptuskin V.S., Khazan Y.M. Galaktiskt centrum och ursprunget till kosmiska strålar // Astron. tidskrift.—1981.— 58. —S.959-968.
  10. ↑ Gensel R. Townes CH Fysiska förhållanden, dynamik och massfördelning i galaxen// Ann. Varv. Astron. Astrophys.— 1987.— 25. —s.377-423.
  11. ↑ Krim Astrophysical Observatory Arkiverad 31 juli 2005.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger