Aktivno galaktično jedro (AGN): definicija, viri sevanja in curki
Raziskujte Aktivno galaktično jedro (AGN): definicija, viri elektromagnetnega sevanja in mogočni relativistični curki—vpliv supermasivnih črnih lukenj na vesolje.
Aktivno galaktično jedro (AGN) je kompaktno, zelo energijsko območje v središču galaksije, kjer majhna prostorska razsežnost (od nekaj svetlobnih ur do nekaj svetlobnih let) oddaja izjemno visoko moč. To osrednje območje izžareva velikansko svetilnost v celotnem elektromagnetnem spektru, pogosto presega svetilnost cele gostiteljske galaksije. Večina modelov pripisuje vir energije masi, ki jo vleče gravitacijski privlak supermasivne črne luknje v središču gostiteljske galaksije: okoli črne luknje se oblikuje hitro rotirajoč akrecijski disk, kjer frikcija in magnetna polja segrevajo snov do zelo visokih temperatur in sproščajo energijo.
Mehanizmi in gradniki AGN
Glavni sestavni deli tipičnega AGN so:
- Akrecijski disk: toplota in sevanje iz notranjih, vročih plasti.
- Korona: vroča elektronska plast nad diskom, ki preko inverzne Comptonove razpršitve zvišuje energijo fotonov v rentgenski pas.
- Obročasto/torusno oblačilo prahu in plina: povzroča odvisnost opazovane oblike AGN od kota gledanja (osnovno načelo združevalnega modela).
- Široke in ozke emisijske regije: plini na različnih razdaljah od črne luknje dajejo značilne spektralne črte z različnimi širšinami.
- Relativistični curki: ozko usmerjeni curki delcev in magnetnega polja, ki jih opisujemo spodaj.
Viri sevanja in spektralne značilnosti
To elektromagnetno sevanje opazujemo v radijskih, mikrovalovnih, infrardečih, optičnih, ultravijoličnih, rentgenskih in gama valovnih pasovih. Različni procesi prispevajo:
- Termalno sevanje iz akrecijskega diska (črno-telesna komponenta v UV/optiki pri zelo svetlih AGN).
- Synchrotronno sevanje relativističnih elektronov v magnetnem polju — glavni vir v radijskem in infrardečem delu za radijske galaksije in curke.
- Inverzna Comptonova razpršitev, kjer visokoenergijski elektroni dvignejo energijo fotonov v rentgenski in gama pas.
- Emisijske črte iz ioniziranega plina (npr. široke in ozke optične/UV črte), ki dajejo informacije o hitrosti in sestavi snovi okoli jedra.
Tipi aktivnih galaksij in združevalni model
Galaksijo, v kateri se nahaja AGN, imenujemo aktivna galaksija. Med glavne razrede AGN sodijo:
- Kvazarji: ekstrémno svetli AGN, vidni na velikih kosmoloških razdaljah.
- Seyfertove galaksije: bližnji, manj ekstremni AGN z izrazitimi emisijskimi črtami (razdelimo jih na tip 1 in tip 2 glede na vidne črte).
- Radijske galaksije: AGN z močno radijsko emisijo in velikimi curki/hotspoti.
- Blazarji: AGN, katerih curki so usmerjeni skoraj neposredno proti nam; kažejo močno variabilnost in polarizacijo.
Relativistični curki
Tako imenovani relativistični curki so izjemno močni curki plazme, ki izhajajo iz nekaterih AGN, zlasti radijskih galaksij in kvazarjev. Njihova dolžina lahko doseže več tisoč ali celo več sto tisoč svetlobnih let. V curkih delujejo procesi, kot so:
- Synchrotronno sevanje vzdolž curka (od radia do optike).
- Inverzna Comptonova razpršitev za višje fotoenergije.
- Šoki in instabilnosti, ki oblikujejo vozličke in »hotspote« ter povzročajo svetle strukture ob koncu curkov.
Vpliv na gostiteljsko galaksijo in vesolje
AGN so pomembni ne le kot izrazito svetli viri, temveč tudi kot gonilo razvoja galaksij. AGN povratna vezava (feedback) — izpust energije in curkov v interstelarni in medgalaktični medium — lahko:
- ogreje ali izžene hladni plin in s tem zavira nastajanje zvezd (quenching);
- spodbuja nastanek zvezd v nekaterih pogojih;
- oblikuje halo plina in vpliva na kemijsko obogatitev okolice.
Zaključek
AGN so med najsvetlejšimi in najbolj obstojnimi viri elektromagnetnega sevanja v vesolju. Z njimi lahko odkrivamo oddaljena telesa in preučujemo dinamiko ekstremnih fizikalnih procesov v bližini supermasivnih črnih lukenj. Vse teorije o vesolju morajo upoštevati AGN, saj predstavljajo eno od osnovnih dejstev o vesolju in pomemben mehanizem v evoluciji galaksij.
Slika Hubblovega vesoljskega teleskopa 5000 svetlobnih let dolgega curka (1,5 kiloparsekov), ki se izriva iz aktivnega jedra aktivne galaksije M87, radijske galaksije. Modro sinhrotronsko sevanje curka je v kontrastu z rumeno zvezdno svetlobo gostiteljske galaksije.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je aktivno galaktično jedro?
O: Aktivno galaktično jedro (AGN) je kompaktno območje v središču galaksije, ki v elektromagnetnem spektru izžareva velikansko svetlobo, ki jo povzroča masa, ki jo vleče gravitacijska sila supermasivne črne luknje.
V: V katerih valovnih pasovih opazujemo elektromagnetno sevanje AGN?
O: Sevanje AGN opazujemo v radijskih, mikrovalovnih, infrardečih, optičnih, ultravijoličnih, rentgenskih in gama valovnih pasovih.
V: Kako se imenuje galaksija, v kateri se nahaja AGN?
O: Galaksija, ki gosti AGN, se imenuje aktivna galaksija.
V: Za kaj lahko uporabimo AGN?
O: AGN se lahko uporabljajo za odkrivanje oddaljenih objektov.
V: Zakaj morajo vse teorije o vesolju upoštevati AGN?
O: Vse teorije o vesolju morajo upoštevati AGN, ker so eno od osnovnih dejstev o vesolju ter najsvetlejši in najbolj obstojni viri elektromagnetnega sevanja.
V: Kaj so relativistični curki?
O: Relativistični curki so izjemno močni curki plazme, ki izhajajo iz nekaterih AGN, zlasti radijskih galaksij in kvazarjev.
V: Kakšno dolžino lahko dosežejo relativistični curki v nekaterih AGN?
O: V nekaterih AGN lahko relativistični curki dosežejo dolžino več tisoč ali celo več sto tisoč svetlobnih let.
Iskati