Все о космосе

Активные ядра галактик

До 40-х годов ученые рассмат­ривали галактики как относи­тельно спокойные небесные объекты. Считалось, что за исключени­ем взрывов сверхновых звезд в них не происходят активные процессы, но в 1943 г. астроном Сейферт об­ратил внимание ученого мира на странные феномены, происходя­щие в ядрах некоторых спираль­ных галактик. Астрономы опреде­лили многочисленные проявления активности ядер разных типов га­лактик. Возникло сразу несколько терминов: радиогалактики, галак­тики Маркаряна, галактики Сейферта, объекты BL Ящерицы, кваза­ры. В настоящее время ученые при­шли к выводу, что речь идет о раз­личных проявлениях у объектов, относящихся к одному семейству – обладателю активных ядер (AGN — активные ядра галактик).

Радиогалактики

Примерно одна галактика из мил­лиона представляет собой радиога­лактику, т.е. галактику, выделяющую сильное радиоизлучение, что связа­но с мощными процессами энерго-выдслепия в ядрах. Этот процесс в основном характерен для гигант­ских эллиптических галактик (ра­диоизлучение превышает существу­ющее в Млечном Пути в тысячу или миллион раз). У спиральных галак­тик радиоизлучение намного ниже. Радиоизлучение эллиптических галактик обычно продуцируется не в межзвездное пространство, а во внешние области, туда, где оптиче­ские телескопы «видят» только пус­тое пространство. Можно зафикси­ровать «доли» радиоизлучения.

Иногда они имеют протяжен­ность до нескольких миллионов световых лет. Было замечено, что высвобождение энергии происхо­дит в ядре радиогалактики, она пи­тает доли выбросом быстрых элек­тронов.

Галактики Маркаряна и Сейферта

В начале 60-х годов армянский астроном Б.Е. Маркарян обратил внимание на то, что среди наибо­лее ярких внутренних галактик имеются несколько, центральная зона которых излучает голубой свет, а обычно для центра галактик характерен желтый свет, как у Солнца. Более глубокое исследова­ние показало, что излучаемая энергия связана не со звездами, а с разнообразными неизвестными процессами. Спектр этих галактик имеет много общего со спектром квазаров - там практически всегда присутствуют эмиссионные «ли­нии водорода». Наблюдения свиде­тельствуют, что ядра вышеназван­ных галактик содержат определен­ное количество газа, это связано с излучениями высокой частоты. У галактик Сейферта ядро очень ма­ленькое и яркое. Это спиральные галактики, по форме и размерам напоминающие нашу но их цент­ральная зона протяженностью до 1000 световых лег (по диаметру) может содержать около 40% види­мого света галактики. Их ядра так­же являются источником радиоиз­лучения, но по его мощности они несравнимы с радиогалактиками.

Объекты BL Ящерицы

Первый объект класса BL Ящерицы (Lac - аббревиатура от lacertae -созвездие Ящерицы) был открыт в 1929 г. Ученые сначала отнесли его к категории переменных звезд. Ею блеск менялся в диапазоне трех звездных величин довольно бессис­темно. Почти сорок лет спустя, в 1968 г., был обнаружен источник радиоизлучет  VRO 42.22.01, обла­дающий довольно странным ра­диоспектром, позже выяснилось, что он совпадает с BL lac. Астроно­мы обратили внимание и на следу­ющие феномены: радиоизлучение менялось в течение месяца, отмеча­лась поляризация волн, она меня­лась в течение недели, хотя на оп­тических приборах эти изменения фиксировались по коротким сро­кам, счет шел на дни. В 1973 г. Ок и Ганн установили спектр эллипти­ческой галактики, се яркое ядро относилось к классу ВТ. Lac. Галактика находится на расстоянии 420 Мрс.

Квазары

Термин «квазары» появился в Т963 г., это сокращенный вариант выражения «квазизвездные источ­ники». Квазары имеют сходство со звездами своим высоким впутренним блеском, их красное смещение составляет в среднем от 0,5 до 4. Ес­ли предположить, что подобное смещение связано с расширением Вселенной, значит, квазары нахо­дятся на огромном расстоянии от нас и являются самыми яркими из известных небесных объектов. Их блеск в сотни или даже больше раз превышает блеск крупных галак­тик Учеными было сделано важное открытие - блеск квазаров сущест­венно меняется в течение года.

После длительного изучения с помощью оптических телескопов астрономы выяснили, что только незначительная часть квазаров из­лучает радиоволны. Именно по­этому их называют «квазизвездные источники» (QSO).

Унифицированные модели

Гипотеза о том, что блеск актив­ных ядер галактик объясняется на­личием в них огромного числа звезд, не выдержала критики. Дело в том, что объем ядра мал для не­обходимого числа звезд (для ярко­го блеска). В настоящее время поч­ти (оказано, что «мотором» (AGN) является черная дыра, ее масса примерно равна ядру галактики (от 100 миллионов до 1 миллиарда солнечных масс).

Ученые провели ряд наблюде­ний за сейферговскими галактика­ми и за квазарами и установили, что оба класса относятся к одному типу космического населения. Вместе с тем они представляют разную возрастную группу этого населения. Квазары более моло­дые, галактики Сейферта старше. Уменьшение блеска связано со ста­рением, а оно объясняется, в свою очередь, сокращением материи, хотя она светится, перед тем как упасть в черную дыру. Петер Д. Бартель создал теорию, которая в какой-то степени унифицирует вес AGN. Он утверждал, что все эти объекты относятся к одному клас­су, а их разные характеристики за­висят от местонахождения наблю­дателя.

Внешнее различие этих небес­ных объектов можно объяснить лишь тем, что галактика с актив­ным ядром состоит из «централь­ного мотора», окруженного мато­вой оболочкой из пыли. Частицы под давлением излучения из слоев, расположенных у центра, двигают­ся перпендикулярно оболочке. Та­ким образом, образуются два пря­мых выброса частиц, они двигают­ся в магнитном поле галактики. Ес­ли угол между выбросами и опти­кой телескопа наблюдателя состав­ляет менее 45°, мы увидим яркое ядро и выброс, направленный пря­мо на нас. Если угол еще меньше, мы увидим совсем немного. Если будет хорошо просматриваться оболочка, мы увидим два выброса, свет галактики при этом будет сла­бым из-за пыли. Радиоволны сво­бодно проходят через оболочку.

Жанлука Ранцини