Aktív galaxis

A csillagászatban az aktív galaxis olyan galaxis, amely aktív magot (pontosabban aktív galaxis magot , rövidítve NAG vagy AGN az angol angol Gal Galicic Nucleus kifejezés után ) foglal magában . Ez a mag egy kompakt régió, amely a galaxis közepén helyezkedik el, és amelynek fényessége az elektromágneses spektrum legalább egyes területein ( rádióhullámok , infravörös , látható fény , ultraibolya , röntgensugarak és / vagy gamma ) jóval intenzívebb a normálnál. sugarak ), olyan jellemzőkkel, amelyek azt mutatják, hogy ez az erős fényerő nem csillag eredetű. A NAG sugárzása elméletileg egy szupermasszív fekete lyuk akkreditációjából származik , amely a gazda galaxis közepén helyezkedik el. A NAG-k az univerzum legfényesebb folyamatos elektromágneses sugárzási forrásai , és mint ilyenek lehetővé teszik a távoli tárgyak detektálását; evolúciójuk a kozmikus idő függvényében korlátokat jelent a kozmológiai modellekre is .

NAG modellek

Hosszú ideig Vitatták, hogy a NAG-okat hatalmas fekete lyukak körüli (10 6 és 10 10 naptömeg közötti ) akkumulációval kell táplálni . A NAG-k kompaktak és rendkívül fényesek hosszú ideig: az akkumuláció potenciálisan a kinetikus energia és a kinetikus energia hatékony átalakítását eredményezheti  ; a hatalmas fekete lyukaknak magas az Eddington-határ , ami megmagyarázhatja az ilyen magfényesség tartós oldalát. Úgy gondolják, hogy egy hatalmas galaxis közepén nem mindig léteznek szupermasszív fekete lyukak: a fekete lyuk tömege szorosan korrelál a sebesség diszperziójával vagy a galaktikus izzó fényerejével . Így a NAG-ok jellemzői akkor figyelhetők meg, amikor egy bizonyos anyagmennyiség megközelíti a központi fekete lyuk hatáskörét .

Akkreditációs lemez

A NAG standard modelljében a központi fekete lyuk közelében elhelyezkedő hideg anyagok alkotják az akreciát . A szupermasszív fekete lyuk akkreditációs lemezéhez várható spektrum az ultraibolya és a látható fény csúcsát mutatja  ; ezenkívül egy forró anyagból álló korona képződik az akkréciós korong fölött, és a röntgensugárzásnál nagyobb fordított Compton-szórást okozhat.Az akkréciós korong sugárzása hideg atomanyagokat gerjeszt a lyuk közelében. fekete. A NAG elsődleges kibocsátásának nagy részét por vagy gáz takarhatja el az akrétakorong közelében. Ezek elnyelik a sugárzást, és újra kibocsátják más hullámhosszakon , leggyakrabban infravörös formában .

Jets

Egyes akkréciós lemezek sugárokat , egy pár rendkívül gyors "gerendát" hoznak létre , amelyek a korong közelében jelennek meg (a sugár irányát vagy a tárcsa tengelyének szögmomentuma , vagy a fekete lyuk forgástengelye határozhatja meg ). . A sugárgyártás mechanizmusait és kis méretarányú összetételét még mindig nemigen értik, mivel a megfigyelések nem tudnak különbséget tenni a különböző elméleti modellek között. Különösen a rádióhullámok területén láthatók  ; a nagyon hosszú alapvonalú interferometria segítségével tanulmányozható az általuk kibocsátott sugárzás a parsek kisebb távolságokon . Ezek azonban minden hullámhosszon láthatók , a rádióhullámoktól a gammasugarakig , különösen a fordított Compton-szórásnak köszönhetően . A sugárhajtóművet gyártó NAG-ok tehát egy második (potenciális) forrással rendelkeznek a folyamatos kibocsátáshoz.

Sugárzással hatástalan NAG-k

Végül fontos szem előtt tartani, hogy van egy „sugárzási szempontból nem hatékony” megoldási kategória az egyenleteket illetően az akkréció tekintetében. A legismertebb ezek közül az akreció, amelyet az advekciós áramlás ural . Ebben a típusú akkrécióban az akkréció alatt álló anyag nem képez vékony korongot, és ezért nem hajtja el azt az energiát, amelyet a fekete lyuk közelében haladva szerzett. Az ilyen típusú akkréció megléte megmagyarázhatja bizonyos elliptikus galaxisok közepén elhelyezkedő szupermasszív fekete lyuk által kibocsátott sugárzás hatékonyságának hiányát . Ellenkező esetben arra lehet számítani, hogy a magas akkumulációs ráta megfelel az erős fényerőnek. A sugárzási szempontból nem hatékony NAG-ok megmagyarázhatják számos más jellegzetesség hiányát néhány olyan akciólemezzel ellátott NAG-nál is.

Megfigyelési jellemzők

A NAG-ok számára nincs egyedi megfigyelési aláírás. Az alábbi lista néhány fontos elemet foglal össze, amelyek lehetővé tették a rendszerek NAG-ként történő azonosítását.

Az aktív galaxisok típusai

Az aktív galaxismagokat általában két osztályba sorolják: rádió-néma (angolul rádió-csendes ) és rádió-zajok (angolul rádió-hangos ). A második kategória tárgyaiban a sugárok és az általuk felfújt lebenyek nagyrészt hozzájárulnak a galaxis fényességéhez, legalábbis a rádió tartományban. A rádiócsendes objektumok egyszerűbbek, mivel a sugárhajtók és az azokból származó emisszió elhanyagolható.

Rádiócsendes aktív magok

Rádiózajú aktív magok

Egyesítés

Az egységes NAG-modellek két vagy több objektumosztályt csoportosítanak, a hagyományos megfigyelési osztályozások alapján, javasolva, hogy valóban létezzen egyetlen típusú fizikai objektum, amelyet különböző körülmények között figyeltek meg. Az eddigi legkedveltebb egységes modellek a „orientációs modellek”. Ezek arra engednek következtetni, hogy az ilyen típusú tárgyak közötti látszólagos különbségek egyszerűen a megfigyelő látóvonalának eltérő orientációjából adódnak.

A rádiócsendes objektumok egyesítése

Alacsony fényerőnél az egyesítendő objektumok a Seyfert-galaxisok. Az egységes modellek azt sugallják, hogy a Seyfert 1 megfigyelésére az aktív mag közvetlen nézetével kerül sor; ahogy a Seyfert 2 magját homályos szerkezeteken keresztül látjuk, ami megváltoztatja a Földön megfigyelt emissziós vonalakat. A tájékozódástól függő akkréciós modellek alapgondolata az, hogy két, nyilván különböző kategóriákba tartozó objektum ugyanahhoz tartozhat, ha különböző látótereken keresztül figyelik meg őket. A normál kép egy átlátszatlan anyagból álló tóruszból áll, amely körülveszi az akreciós korongot. Elég vastagnak kell lennie a széles vonalak elrejtéséhez, de elég vékonynak ahhoz, hogy a keskeny vonalak, amelyek mindkét objektumosztályban megfigyelhetők, átmennek. Ilyen tóruszt figyeltek meg először a Cygnus A galaxis aktív magja körül  ; átmérője 528  pc , magassága 286  pc lenne . A Seyfert 2 ezen a tóruszon keresztül látható. A tórusz külsején olyan anyagok találhatók, amelyek képesek a nukleáris emisszió egy részét eltéríteni a látómezőnk felé, ami lehetővé teszi számunkra a röntgensugarak és a látható fény, valamint egyes esetekben a fénysugarak emissziójának megfigyelését. ”Széles adások - ezek aztán erősen polarizálódnak, megmutatva, hogy elhajoltak, és bebizonyítva, hogy egyes Seyfert 2 valójában egy rejtett Seyfert 1-et tartalmaz. Az infravörös megfigyelések alátámasztják ezt az elméletet.

Erősebb fényerőnél a kvazárok a Seyfert 1 helyét veszik át, de a megfelelő "kvazárok 2" a mai napig hipotetikusak. Ha nem rendelkeznek a Seyfert 2 eltérõ komponensével, a finom vonalaikon és az erõs röntgensugárzáson kívül nehéz lesz felismerni õket.

Rádiózajú objektumok egyesítése

Történelmileg a rádiózajú tárgyak egyesítésével kapcsolatos munka a nagyon fényes rádiózajú kvazárokra összpontosított. Ezek keskeny emissziós vonalaikkal egyesíthetők a Seyfert 1 és 2 egyesülésével analóg módon (de a reflektor alkatrész komplikációja nélkül: a keskeny vonalakat kibocsátó radiogalaxisok nem mutatnak folyamatos nukleáris emissziót vagy visszavert röntgensugarat, bár alkalmanként polarizált széles vonalakat bocsátanak ki). Ezeknek az objektumoknak a nagyszabású rádiószerkezete bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy a orientáción alapuló egyesítési modellek igazak. Ha rendelkezésre állnak, a röntgen megfigyelések bizonyítékai alátámasztják az egyesítési tézist: a rádiógalaxisok bizonyítják, hogy az anyag egy tórusa elhomályosítja, míg a kvazárok nem. Vigyázni kell azonban arra, hogy a rádiózajú tárgyak a kis sugárhajtókkal is rendelkezzenek, ezért nagy felbontáshoz kell folyamodni a forró gázok hőkibocsátásának nagymértékű elválasztása érdekében. Kis látószöget zárva a sugárhajtók uralják a képet, és a blazar néhány változatát láthatjuk.

A radiogalaxiák többsége azonban halvány és gyengén gerjesztett tárgy. Ezek nem mutatnak erős - akár keskeny, akár széles - nukleáris eredetű optikai emissziós vonalakat, az optikában folyamatos a vonal, ami történetesen teljes mértékben viszonyul a sugárhoz, és az X-sugarakban történő kibocsátásuk is csak a sugárból származik. Ezeket az objektumokat nem lehet egyesíteni a kvazárokkal, bár nagyon fényes objektumokat tartalmaznak a rádió tartományban, mivel a tórusz soha nem lesz képes elfedni a keskeny vonalak régióját a szükséges mértékben, és azért is, mert az infravörös vizsgálatok azt mutatják, hogy rejtett nukleáris komponens. Valójában egyáltalán nincs bizonyíték a tórus létezésére ezekben az objektumokban. Ezért nagy valószínűséggel külön osztályt alkotnak, amelyben csak a sugárhajtókkal kapcsolatos kibocsátások számítanak. Kis szögben a látótávolság felé, BL Lac tárgyakként jelennek meg.

Felhasználások a kozmológiában és az evolúcióban

Hosszú ideig az aktív galaxisok tartották a legnagyobb vöröseltolódás rekordját , nagy fényerejük miatt (mind az optikában, mind a rádióhullámokban): még mindig szerepet kell játszaniuk az univerzum kezdeteinek tanulmányozásában . Mindazonáltal ma már tudjuk, hogy a NAG-ok eleve nagyon elfogult képet adnak a "tipikus" magas vöröseltolódású galaxisról.

A NAG populációk evolúciójának vizsgálata érdekesebb. Úgy tűnik, hogy a legtöbb fényes NAG osztály (rádió-néma és rádió-zajos) sokkal több volt a fiatal univerzumban. Ez arra utal, hogy a hatalmas fekete lyukak viszonylag korán keletkeztek, és hogy a világító NAG-ok kialakulásának körülményei könnyebben elérhetők voltak az univerzum korai napjaiban - például sokkal több hideg gáz volt a galaxisok közepén, mint volt. most nincs. Ez azt is magában foglalja, hogy sok olyan tárgy, amely világító kvazár volt, sokkal kevésbé vagy csaknem sötét. A gyengén megvilágított NAG populációk evolúciója sokkal kevésbé korlátozott, mivel nehéz ezeket az objektumokat észlelni és megfigyelni nagy vöröseltolódás esetén.

Megjegyzések és hivatkozások

  1. Lynden-Bell, D. (1969). Nature 223: 690
  2. Marconi, A. & Hunt, LK (2003). Astrophysical Journal .589: L21
  3. Narayan, R. & Yi, I. (1994). Astrophysical Journal .428: L13
  4. Fabian, AC & Rees, MJ (1995). A Királyi Csillagászati ​​Társaság havi értesítései .277: L55
  5. Laing, RA, Jenkins, CR & Wall, JV és mtsai. (1994). „A 3CR rádióforrások teljes mintájának spektrofotometriája: következmények az egyesített modellekhez”, GV Bicknell, MA Dopita és PJ Quinn (szerk.) Az első Stromlo szimpózium, Az aktív galaxisok fizikája (  201. o. ). San Francisco: ASP konferencia-sorozat
  6. Vermeulen, RC, Ogle, PM & Tran, HD és mtsai. (1995). Astrophysical Journal .452: L5
  7. Hine, RG & Longair, MS (1979). A Királyi Csillagászati ​​Társaság havi értesítései 188: 111
  8. Baum, SA, Zirbel, EL & O'Dea, CP (1995). Astrophysical Journal. 451: 88
  9. Chiaberge, M., Capetti, A. & Celotti, A. (2002). Csillagászat és asztrofizika. 394: 791
  10. Hardcastle, MJ, Evans, DA és Croston, JH (2006). A Királyi Csillagászati ​​Társaság havi közleményei. 370: 1893
  11. (en) CL Carilli, RA Perley és mtsai. , „  Az aktív galaktikus Nucleus Torus képalkotása a Cygnus A-ban  ” , The Astronomical Review Letters , vol.  874, n o  22019. április 5( online olvasás ).
  12. Laing, RA (1988). Nature 331: 149
  13. Garrington, S., Leahy, JP & Conway, RG, et al. (1988). Természet .331: 147
  14. Barthel, PD (1989). Astrophysical Journal. 336: 606
  15. Belsole, E., Worrall, DM és Hardcastle, MJ (2006). A Királyi Csillagászati ​​Társaság havi értesítései. 336: 339
  16. Ogle, P., Whysong, D. & Antonucci, R. (2006). Astrophysical Journal. 647: 161
  17. Browne, IWA (1983). A Királyi Csillagászati ​​Társaság havi értesítései. 204: 23b

Lásd is

Bibliográfia

Kapcsolódó cikkek