Kas yra aktyvusis galaktikos branduolys (AGN)? — apibrėžimas ir reikšmė

Sužinokite, kas yra aktyvusis galaktikos branduolys (AGN): apibrėžimas, kilmė, supermasyvios juodosios skylės, spinduliuotė, reliatyvistiniai srautai ir reikšmė kosmologijoje.

Aktyvusis galaktikos branduolys (AGN) - tai kompaktiškas regionas galaktikos centre. Šis centrinis regionas spinduliuoja didžiulį spindesį visame elektromagnetiniame spektre. Manoma, kad AGN spinduliuotę sukelia masė, kurią traukia supermasyvios juodosios skylės, esančios priimančiosios galaktikos centre, gravitacinė trauka.

Ši elektromagnetinė spinduliuotė stebima radijo, mikrobangų, infraraudonųjų, optinių, ultravioletinių, rentgeno ir gama spindulių bangų ruožuose.

Galaktika, kurioje yra AGN, vadinama aktyvia galaktika. AGN yra ryškiausi ir pastoviausi elektromagnetinės spinduliuotės šaltiniai visatoje. Jais galima pasinaudoti atrandant tolimus objektus. Visos kosmoso teorijos turi atsižvelgti į AGN. Jos yra vienas iš pagrindinių faktų apie visatą.

Vadinamieji reliatyvistiniai srautai - tai itin galingi plazmos srautai, sklindantys iš kai kurių AGN, ypač radijo galaktikų ir kvazarų. Jų ilgis gali siekti kelis tūkstančius ar net šimtus tūkstančių šviesmečių.

Energijos šaltinis

Pagrindinis AGN variklis yra masės akrecija — dujų ir dulkių kritimas ant supermasyvios juodosios skylės. Krentant masėms, jų potencialinė energija paverčiama šiluma ir spinduliuote. Akrecijos diske susidarančios aukštos temperatūros ir magnėtiniai laukai generuoja intensyvų spindesį, kurio dalį sudaro aukštos energijos fotonai bei partiklių srautai (jetai).

Pagrindinės AGN dalys ir savybės

• Akrecijos diskas — plonas, karšto plazmos sluoksnis aplink juodąją skylę, iš kurio sklinda daugiausia optinės ir ultravioletinės spinduliuotės.
• Broad-line region (PLR) — artimiausias regionas su greitai judančiais dujų debesimis, sukeliančiais plataus profilio emisijos linijas optiniame spektre.
• Narrow-line region (NLR) — toliau esantys debesys, kur greičiai mažesni, todėl linijos siauresnės.
• Oblakuojantis torus (dulkėtas plyšys) — molekulinis ir dulkių torusas, galintis užstoti branduolį ir keisti stebimą spektrą, priklausomai nuo stebėjimo kampo.
• Relatyvistiniai jetai — susitelkę plazmos srautai, paleidžiami palei juodosios skylės ašį, dažnai matomi radijo ir rentgeno ruožuose.

AGN tipai (pagal stebimus požymius)

• Seyfert galaktikos — dažnos artimos aktyvios galaktikos su ryškiomis emisijos linijomis optikoje.
• Kvazarai (quasars) — itin ryškūs AGN, dažnai tolimi, kurių spindesys pralenkia visą priimančiąją galaktiką.
• Radijo galaktikos — AGN, kurių radiacija ir jetai yra itin galingi; matomi didelio masto radijo struktūromis.
• Blazarai (įskaitant BL Lac objektus) — AGN, kurių jetas nukreiptas beveik tiesiai į Žemę; pasižymi stipria ir greita variacija bei plačiu spektru.

Stebėjimo požymiai ir reikšmė

AGN atpažįstami pagal:

• itąr spinduliuotės intensyvumą ir platus spektrinės energijos pasiskirstymas,
• ryškias emisijos linijas (plačias ir siauras),
• stiprią variaciją laike (kartais per valandas ar dienas), kas rodo labai mažas emiterio dydžio skalės,
• poliarizaciją ir radijo jetų struktūras.

Dėl didelio šviesumo AGN naudojami kaip tyrimo įrankiai: jie leidžia atrasti ir tirti labai tolimas galaktikas, nustatyti kosmologines nuokrypas bei stebėti juodųjų skylių augimą visatos istorijoje.

Fiziniai apribojimai ir Eddingtono limitas

AGN šviesumas dažnai siejamas su Eddingtono limitu — riba, kurioje spinduliuotės slėgis pradeda stabdyti akreciją. Šio limito viršijimas reiškia išskirtinį akrecijos režimą arba trumpalaikes stacionarias fazes. Juodosios skylės masės AGN gali svyruoti nuo milijonų iki kelių milijardų Saulės masių.

Įtaka galaktikų evoliucijai (AGN feedback)

AGN gali stipriai paveikti priimančiąją galaktiką per vadinamąją feedback mechaniką:

• šilto vėjo ir jetų išmetimas gali pašalinti arba sušilti didžiulius dujų kiekius, slopindamas žvaigždžių formavimąsi;
• energijos išskyrimas gali reguliuoti juodosios skylės augimą ir ryšį tarp juodosios skylės masės ir galaktikos bulio savybių;
• ilgainiui šie procesai formuoja galaktikų masės ir spindesio pasiskirstymus Visatoje.

Pavyzdžiai ir įdomybės

Ne visos galaktikos turi ryškų AGN — pavyzdžiui, mūsų Paukščių Takas turi centrinę supermasyvią juodąją skylę Sgr A*, kuri šiuo metu yra palyginti silpna (silpnas arba „miegojantis“ AGN). Tuo tarpu kai kurie kvazarai yra tokie ryškūs, kad matomi iš labai didelių kosminių atstumų, leidžiantys astronomams tirtis ankstyvąją Visatą.

Išvados

Aktyvusis galaktikos branduolys — tai sudėtingas ir energetiškai veiklus objektas, kurio variklis yra masės akrecija ant supermasyvios juodosios skylės. AGN stebėjimas per visą elektromagnetinį spektrą leidžia suprasti juodųjų skylių fiziką, galaktikų evoliuciją ir Visatos istoriją. Dėl savo universalumo ir poveikio AGN lieka viena iš pagrindinių astrofizikos tyrimų sričių.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra aktyvusis galaktikos branduolys?

Klausimas: Kokiose bangų juostose stebima AGN skleidžiama elektromagnetinė spinduliuotė?

K: Kaip vadinama galaktika, kurioje yra AGN?

K: Kam gali būti naudojamos AGN?

K: Kodėl visose kosmoso teorijose turi būti atsižvelgta į AGN?

K: Kas yra reliatyvistinės srovės?

K: Kokį ilgį gali pasiekti reliatyvistinės srovės kai kuriose AGN?

Paieška pagal raidę