Aktívne jadro galaxie

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
(Presmerované z Aktívna galaxia)
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Aktívna galaxia M87
Zjednotenie aktívnych galaxií podľa uhla pohľadu na prúd. Zhora dole: 90 stupňov - Rádiová galaxia, 1-89 stupňov - Kvazar, 0 stupňov, pohľad priamo po prúde - Blazar.

Aktívne galaktické jadro (AGJ) je kompaktná oblasť v centre galaxie, ktorá je v niektorej časti elektromagnetického spektra, zvyčajne naprieč celým spektrom, omnoho jasnejšia ako normálne galaxie. Tieto extrémne emisie boli pozorované v každej časti elektromagnetického spektra. Galaxie, v ktorej sa AGJ nachádza, sa nazýva aktívna galaxia. Predpokladá sa, že žiarenie AGJ je výsledkom akrécie hmoty okolo supermasívnej čiernej diery v centre materskej galaxie. AGJ je najjasnejším dlhodobým zdrojom elektromagnetického žiarenia v celom vesmíre.

Modely aktívneho jadra[upraviť | upraviť zdroj]

Dlhodobo sa predpokladá, že zdrojom energie AGJ musí byť akrécia materiálu obrovskou čiernou dierou (106 až 109 násobok hmot. Slnka). Aktívne galaktické jadrá sú kompaktné a zároveň dlhodobo extrémne žiarivé. Akrécia môže veľmi efektívne premieňať potenciálnu a kinetickú energiu na žiarenie a veľké čierne diery majú vysokú Eddingtonovu žiarivosť, vďaka tomu dokáže produkovať pozorované dlhodobo extrémne žiarenie. Predpokladá sa, že supermasívne čierne diery sa nachádzajú v jadrách väčšiny, ak nie všetkých veľkých galaxií.

Akrečný disk[upraviť | upraviť zdroj]

Podľa štandardného modelu opisujúceho AGJ vytvára chladný materiál v blízkosti čiernej diery akrečný disk. Procesy v akrečnom disku presúvajú hmotu smerom do stredy a moment hybnosti smerom von, a to spôsobuje zahrievanie disku. Spektrum akrečného disku je najsilnejšie v oblasti UV a viditeľného spektra. Navyše nad akrečným diskom vzniká koróna z horúceho materiálu, ktorá môže zvýšiť energiu fotónov až do röntgenového spektra pomocou inverzného Comptonovho javu. Chladný materiál v blízkosti čiernej diery je excitovaný žiarením z akrečného disku, a preto vyžaruje čiastočné emisné čiary. Medzihviezdny plyn a prach v blízkosti akrečného disku pohltí veľkú časť žiarenia AGJ a následne ju znovu vyžiari v inej časti spektra, prevažne infračervenej.

Relativistické prúdy[upraviť | upraviť zdroj]

V niektorých akrečných diskoch vznikajú v blízkosti disku v opačných smeroch dva úzke výtokové prúdy. Smer prúdov je daný buď osou momentu hybnosti disku alebo osou rotácie čiernej diery. Mechanizmus vzniku prúdov a ich zloženie nie je známy, hlavne pre nízke rozlíšenie astronomických nástrojov. A tak pozorovania neposkytujú dostatok dôkazov na potvrdenie niektorého z viacerých teoretických modelov vzniku prúdov. Prúdy sa najviac prejavujú v rádiovej časti spektra. Vďaka inverznému Comptonovmu javu však žiaria vo všetkých častiach spektra. AGJ tak potenciálne predstavujú druhý zdroj hocijakého pozorovaného kontinuálneho žiarenia.

Radiačne neefektívne AGJ[upraviť | upraviť zdroj]

Rovnice popisujúce akréciu majú aj skupinu "radiačne neefektívnych" riešení. Najznámejšie z nich je tzv. akrečný tok, ktorému dominuje advekcia (z angl. ADAF - Advection Dominated Accretion Flow), existujú však aj iné teórie. Pri tomto druhu akrécie, dôležitom pri akrečnej rýchlosti hlboko pod Eddingtonovým limitom, nevytvára akrečná hmota tenký disk a nevyžaruje energiu získanú pohybom smerom k čiernej diere tak efektívne. Radiačne neefektívna akrécia poskytuje vysvetlenie pre nedostatok silnej radiácie druhu AGJ pri čiernych dierach v jadrách eliptických galaxií, kde by sa dala očakávať vysoká akrečná rýchlosť a zodpovedajúci vysoký jas.

Charakteristika[upraviť | upraviť zdroj]

Pre pozorovania AGJ neexistuje jednoznačná charakteristika. Tento zoznam obsahuje niekoľko historicky dôležitých vlastností, vďaka ktorým sa dá systém identifikovať ako AGJ.

  • Kontinuálne optické jadrové emisie. Tieto sú viditeľné vždy pri priamom pohľade na akrečný disk.
  • Infračervené jadrové emisie. Sú viditeľné vždy, ak je akrečný disk a jeho okolie zahalené prachom a plynom blízko jadra. Keďže sú to tepelné emisie, dajú sa odlíšiť od emisií tvorených prúdmi alebo diskom.
  • Široké optické emisné čiary. Tieto pochádzajú z chladného materiálu v blízkosti čiernej diery. Šírka týchto čiar je spôsobená tým, že vyžarujúci materiál obieha okolo čiernej diery vysokou rýchlosťou, čo spôsobuje Dopplerov posun emitovaných fotónov.
  • Úzke optické emisné čiary. Pochádzajú zo vzdialenejšieho chladného materiálu a preto sú užšie.
  • Kontinuálne rádiové emisie. Vždy pochádzajú z prúdov. Vykazujú charakteristické spektrum synchrotrónovej radiácie.
  • Kontinuálne röntgenové emisie. Môže vznikať z prúdov alebo z horúcej koróny akrečného disku pomocou rozptylu.
  • Čiarové röntgenové emisie. Sú následkom ožiarenia chladných ťažkých prvkov kontinuálnym röntgenovým žiarením, ktoré spôsobuje fluorescenciu röntgenových emisných čiar, z ktorých najznámejšia je čiara železa okolo 6,4 keV. Táto čiara môže byť aj široká aj úzka: relativisticky rozšírené čiary železa sa využívajú na štúdium dynamiky akrečného disku v tesnej blízkosti jadra.

Typy aktívnych galaxií[upraviť | upraviť zdroj]

Aktívne galaktické jadrá sa delia do dvoch skupín, konvenčne nazvaných rádiovo tiché a rádiovo hlasné. V prípade rádiovo hlasných objektov dominujú v žiarení AGJ emisie z prúdov a lalokov, ktoré vytvárajú. Rádiovo tiché objekty sú jednoduchšie, pretože emisie prúdov sú zanedbateľné.

Terminológia je často v prípade AGJ zmätočná, pretože rozdiely medzi druhmi AGJ skôr odrážajú historické rozdiely v spôsobe objavenia ako reálne fyzikálne rozdiely.

Súhrn[upraviť | upraviť zdroj]

Tieto galaxie sa dajú zhruba zosumarizovať do nasledujúcej tabuľky:

Rozdiely medzi typmi AGJ a normálnymi galaxiami.
Typ galaxie Aktívne

jadro

Emisné čiary Rtg

žiarenie

Prevaha Silné

rádiové

Prúdy Premenlivé Rádiovo

hlasná

Úzke Široké UV Far-IR
Normálne nie slabé nie slabé nie nie nie nie nie nie
Hviezdotvorná galaxia nie áno nie niektoré nie áno niektoré nie nie nie
Seyfertova galaxia I áno áno áno niektoré niektoré áno zriedka nie áno nie
Seyfert II áno áno nie niektoré niektoré áno zriedka áno áno nie
Kvazar áno áno áno niektoré áno áno niektoré niektoré áno 10%
Blazar áno nie niektoré áno áno nie áno áno áno áno
BL Lac áno nie nie/slabé áno áno nie áno áno áno áno
OVV áno nie silnejšie ako BL Lac áno áno nie áno áno áno áno
Rádiová galaxia áno niektoré niektoré niektoré niektoré áno áno áno áno áno