Aktivní galaktická jádra

Aktivní galaktická  jádra jsou jádra, ve kterých probíhají procesy doprovázené uvolňováním velkého množství energie, nevysvětlitelné aktivitou jednotlivých hvězd a v nich umístěných plyno-prachových komplexů [1] .

Pozorované známky jaderné aktivity a formy uvolňování energie mohou být různé. Nejběžnější projevy aktivity jsou [2] :

• Emise výtrysků plynu nebo rychlých částic z jader.
• Vysoký výkon radiové emise spojený s vyvržením vysokoenergetických elektronů z jádra, emitovaných v magnetickém poli (synchrotronový radiační mechanismus).
• Rychlý pohyb plynu rychlostí tisíc kilometrů za sekundu, což vede k silnému rozšíření emisních čar ve spektru jádra v důsledku Dopplerova jevu .
• Záření o vysokém výkonu v krátkovlnných (optických, ultrafialových a rentgenových) oblastech spektra, koncentrované ve velmi malé oblasti o velikosti menší než světelný rok. Jeho spektrum není podobné spektru absolutně černého tělesa a má mocninnou formu (F v ~ v n , kde v ≈ 0,6–0,8). Záření má obvykle proměnlivý charakter bez jasně definované periody; charakteristická doba pro znatelnou změnu svítivosti se pohybuje od několika let do několika dnů nebo dokonce hodin.

Aktivní galaxie  je galaxie s aktivním jádrem. Takové galaxie se dělí na: Seyfert , rádiové galaxie , lacertidy a kvasary . V současné době je obecně přijímáno, že v centru aktivní galaxie se nachází masivní kompaktní objekt, pravděpodobně černá díra , která je příčinou zvýšené intenzity záření, zejména v oblasti rentgenového záření. Z jader takových galaxií obvykle uniká relativistický výtrysk (výtrysk) . Charakteristickým znakem mnoha aktivních galaxií je proměnná ( dny až hodiny ) emise rentgenového záření . Existuje názor, že kvasary , Seyfertovy galaxie , rádiové galaxie a blazary  jsou jedno a totéž, ale viditelné ze Země z různých úhlů pohledu [3] . Existují náznaky, že rotující galaxie se periodicky stává aktivní, to znamená, že aktivita není vlastností galaxie, ale jejího stavu.

Modely AGN

V tuto chvíli není s jistotou známo, co způsobuje neobvyklé chování aktivních jader. Diskutuje se o následujících verzích:

1. Aktivita jádra je spojena s výbuchy supernov . V tomto případě se výbuch supernovy může stát spouštěcím mechanismem, který uvolní energii uloženou v celé oblasti jádra. Výbuchy supernov, které se pravidelně vyskytují v jádře, mohou vysvětlit pozorovanou energetiku jader. Ale některé jevy pozorované v rádiových galaxiích (výtrysky hmoty v podobě výtrysků relativistického plazmatu), které hovoří o uspořádané struktuře magnetického pole jádra, nelze vysvětlit.
2. Hlavní aktivita je generována masivním hvězdným objektem se silným magnetickým polem . Existuje zde analogie s pulsary . Hlavním problémem je zde, jak jistě chápete, samotný objekt.
3. Aktivita jádra se supermasivní černou dírou (od 10 6 do 10 9 hmotností Slunce) je dnes nejčastěji přijímanou teorií.

Akreční disk

Ve standardním modelu AGN tvoří akreční disk (AD) hmotu umístěnou v blízkosti centrální černé díry (BH). Při absenci tření má rovnováha gravitace vytvořená hmotou centrálního tělesa a odstředivou silou za následek keplerovskou rotaci. V tomto případě úhlová rychlost rotace látky klesá se vzdáleností od středu (diferenciální rotace). Akreční disky mají vysoký tlak plynu. Diferenciální rotace plynu vytváří tření, které porušuje Keplerovu rotaci, přeměňuje energii uspořádaného pohybu na energii turbulence a poté na teplo. V turbulentním plynu vzniká turbulentní a uspořádané radiální proudění, které na jedné straně uvolňuje moment hybnosti rotace a na druhé straně přispívá k přeměně gravitační energie na energii turbulence. Oba efekty vedou k výraznému zahřívání akrečního disku, což je důvodem jeho tepelné emise. Teoreticky by emisní spektrum akrečního disku kolem supermasivní černé díry mělo mít maxima v optickém a ultrafialovém rozsahu. A koróna horkého materiálu, vyvýšená nad AD, může způsobit výskyt rentgenových fotonů v důsledku účinku inverzního Comptonova rozptylu. Výkonné AD záření excituje studené částice mezihvězdného prostředí, což způsobuje emisní čáry ve spektru. Většina energie vyzařované přímo AGN může být absorbována a znovu vyzařována v IR (a dalších oblastech) prachem a plynem obklopujícím AGN.

Periodická aktivace galaktických jader

Je známo mnoho nepřímých důkazů, že rotující galaxie se periodicky ocitají v excitovaném stavu, což se projevuje aktivací jejich jader [4] [5] [6] [7] . Někdejší období aktivity galaxií, která jsou v současnosti klidná, naznačují radiální pohyb plynu vyvrženého z jádra, údaje o metalicitě hvězd, naznačující, že procesy vzniku hvězd nejsou stacionární, ale periodické, a nepravidelný povaha tryskových emisí [8] [ 9] . Rychle se rozpínající prstencové struktury pozorované v centru naší Galaxie ve vzdálenostech 3 kpc a 2,4 kpc a komplex molekulárních mračen ve vzdálenosti 300 pc od středu také podporují tento předpoklad. Nerovnoměrné rozložení hmoty v okruhu 2 pc od středu by mohlo být důsledkem silné exploze, ke které došlo v centru Galaxie asi před 10 5 lety [10] .

Stav problému AGN (podle V. I. Pronika)

Obecně přijímaný model AGN se skládá z rotující masivní centrální černé díry a akrečního plynného disku, který ji obklopuje, což je zdroj silného ionizujícího záření. Tento model kvalitativně vysvětluje pozorovanou korelaci toku ve spojitém spektru a širokých vodíkových čarách, stejně jako existenci zpoždění mezi nimi. Problém AGN se tedy redukuje na dvě hlavní otázky: jaký je mechanismus záření spojitého spektra a jak přesně je toto záření zpracováno na záření jiných spektrálních rozsahů. Zpoždění dlouhovlnného kontinuálního záření s ohledem na krátkovlnné záření pozorované na CrAO [11] a zahraničních observatořích může naznačovat, že emise většiny AGN je způsobena silným třením a zahříváním plynu v akrečním disku. Ale stále pro to neexistují žádné spolehlivé důkazy. Na druhou stranu, záře speciální skupiny AGN, objektů typu BL Lacertae, může být podle pozorování krymských a finských astronomů způsobena výhradně synchrotronovým zářením z relativistického výtrysku plynu nasměrovaného podél osy rotace. disk směrem k pozorovateli. Dlouhodobé spektrální sledování AGN, prováděné některými zahraničními observatořemi a také CrAO (od konce 80. let), spolu s rozvojem metody analýzy dozvuku umožnilo předpokládat, že emise širokých emisních čar vodíku vzniká v oblacích plynu pohybujících se po keplerovských drahách přibližně ve stejné rovině a tvořících vnější disk. Mezi odborníky ale v této otázce stále nepanuje všeobecná shoda. V poslední době je ve světovém výzkumu věnována zvláštní pozornost studiu vztahu mezi zářením AGN v rentgenové a optické oblasti. Taková práce se provádí v CrAO. Podle krymských astronomů by se měl zdroj rentgenového záření nacházet ve středu nad diskem, který tuto energii znovu vyzařuje ve viditelné oblasti spektra. Výsledky těchto a dalších studií jsou publikovány v knize obsahující materiály z konference "Astronomical Society of the Pacific Conference Series, ASPCS, vol.360" konané v CRAO. Navzdory určitému pokroku ve studiu AGN zůstává mnoho problémů a úkolů nevyřešeno, jako je vysvětlení proměnlivosti profilů širokých vodíkových čar, povaha jejich „dvouhrbové“ povahy u některých AGN, kinematika a dynamika plynu v oblast disku a zlepšení přesnosti určování hmotností centrálních černých děr.

Poznámky

1. ↑ Zasov a Postnov, 2006 , s. 371.
2. ↑ Zasov a Postnov, 2006 , s. 372.
3. ↑ Astronomie XXI století -A- . Získáno 9. ledna 2014. Archivováno z originálu 9. ledna 2014. (neurčitý)
4. ↑ Burbridge GR, Burbridge EM, Sandage AR Důkazy pro výskyt násilných událostí v jádru galaxií//Rev. Mod. Fyz.—1963.— 35. —str.947-972.
5. ↑ Oort JH Galaktický střed// Ann. Rev. Astron. Astrofys. —1977. — 15. —str.295-362.
6. ↑ Gagen-Thorn V. A., Shevchenko I. I. Optická variabilita a rádiová struktura extragalaktických zdrojů. Evidence rekurentní aktivity / / Astrofyzika.- 1982. - 18. - S. 245-254.
7. ↑ Van den Bergh S. Exploze v galaxiích// Vistas in Astronomy.— 1978.— 22. —s.307-320.
8. ↑ Marsakov V. A., Suchkov A. A. Funkce metalicity kulových hvězdokup: důkaz tří aktivních fází ve vývoji galaxií // Letters to Astron. Journal.-1976.- 2. -str.381-385.
9. ↑ Ptuskin V.S., Khazan Y.M. Galaktické centrum a původ kosmického záření // Astron. časopis.—1981.— 58. —S.959-968.
10. ↑ Gensel R. Townes CH Fyzikální podmínky, dynamika a rozložení hmoty v Galaxii// Ann. Rev. Astron. Astrofys.— 1987.— 25. —str.377-423.
11. ↑ Krymská astrofyzikální observatoř Archivováno 31. července 2005.

Literatura

• Zasov A. V., Postnov K. A. Obecná astrofyzika. - Fryazino: Vek 2, 2006. - 496 s. - 3000 výtisků.  - ISBN 5-85099-169-7 , MDT 52, BBC 22.6.  (Přístup: 17. února 2015)
• Gorbatsky V. G. Úvod do fyziky galaxií a kup galaxií. - 1986. - M .: Nauka. - 254 s.

Odkazy

• Populární o aktivních galaxiích // Astroturista
• Fath, EA Spektra některých spirálních mlhovin a kulových hvězdokup  (anglicky)  // Lick Observatory Bulletin : journal. - 1909. - Sv. 5 . — S. 71 . - doi : 10.5479/ADS/bib/1909LicOB.5.71F . - .

Slovníky a encyklopedie	Velká Katalánština Skvělý norský Velký Rus Britannica (online)
V bibliografických katalozích	GND : 4233554-1 J9U : 987007546636305171 LCCN : sh93000826 NKC : ph134703