I astronomi er en aktiv galakse en galakse som huser en aktiv kjerne (nærmere bestemt aktiv galakskjerne , forkortet NAG eller AGN etter det engelske begrepet Active Galactic Nucleus ). Denne kjernen er en kompakt region som ligger i sentrum av galaksen, og hvis lysstyrke er mye mer intens enn normalt i minst et område av det elektromagnetiske spekteret ( radiobølger , infrarødt , synlig lys , ultrafiolett , røntgen og / eller gamma stråler ), med egenskaper som viser at denne sterke lysstyrken ikke er av fantastisk opprinnelse. Strålingen fra NAG ville teoretisk være et resultat av tilvinning av et supermassivt svart hull som ligger i sentrum av vertsgalaksen. NAG er de lyseste kontinuerlige kildene til elektromagnetisk stråling i universet , og tillater som deteksjon deteksjon av fjerne objekter; deres utvikling som en funksjon av kosmisk tid utgjør også begrensninger for kosmologiske modeller .
I lang tid Hadde det blitt hevdet at NAG-er skulle drives av tilvekst rundt massive svarte hull (alt fra 10 6 til 10 10 solmasser ). NAG er både kompakte og ekstremt lyse over lange perioder: tilvekst kan potensielt føre til effektiv konvertering av potensiell og kinetisk energi ; massive sorte hull har en høy Eddington-grense , noe som kan forklare den varige siden av en slik kjernelyshet. Supermassive sorte hull antas ikke å eksistere systematisk i sentrum av en massiv galakse: massen av et svart hull korrelerer tett med spredningen av hastigheter eller lysstyrken til den galaktiske pæren . Dermed observeres egenskapene til NAGs når en viss mengde materie nærmer seg innflytelsessfæren til det sentrale sorte hullet.
I NAGs standardmodell danner kalde materialer nær det sentrale sorte hullet en tilførselsskive . Spekteret som forventes for akkresjonsskiven til et supermassivt svart hull, viser en topp i det ultrafiolette og synlige lyset ; i tillegg dannes en korona av varmt materiale over tilførselsskiven og kan forårsake omvendt Compton-spredning som er større enn røntgenenergien. Stråling fra akkresjonsskiven begeistrer kalde atommaterialer nær hullet. Mye av den primære produksjonen til en NAG kan tilsløres av støv eller gass nær tiltrekksskiven. Disse absorberer stråling og sender den ut igjen ved andre bølgelengder , ofte i form av infrarød .
Noen akkretjonsplater produserer stråler , et par ekstremt raske "bjelker" av materiale som dukker opp nær platen (strålens retning kan bestemmes, enten ved vinkelmomentet til plateaksen eller ved rotasjonsaksen til det svarte hullet ). Mekanismene for jetproduksjon og sammensetningen i små skalaer er fortsatt dårlig forstått, da observasjoner ikke kan skille variasjoner mellom forskjellige teoretiske modeller. De er synlige spesielt i området med radiobølger ; den veldig lange baseline interferometrien kan brukes til å studere strålingen de avgir over avstander mindre parsec . Imidlertid er de synlige på alle bølgelengder , alt fra radiobølger til gammastråler , spesielt takket være omvendt Compton-spredning . NAG-er som produserer jetfly har dermed en andre (potensiell) kilde til kontinuerlige utslipp.
Til slutt er det viktig å huske på at det er en “strålende ineffektiv” kategori av løsninger på ligningene angående akkresjon. Den mest kjente av disse er tilveksten dominert av adveksjonsstrøm . I denne typen akkretjon, danner ikke saken som akkretererer en tynn plate og driver derfor ikke bort energien den har tilegnet seg mens den beveger seg nær det svarte hullet. Eksistensen av denne typen tilvekst kan forklare den manglende kraften til strålingen fra det supermassive sorte hullet som ligger i sentrum av visse elliptiske galakser . Ellers kan man forvente at den høye tilveksthastigheten tilsvarer sterke lysstyrker. Radiativt ineffektive NAG-er kan også forklare mangelen på mange andre egenskaper på noen NAG-er utstyrt med en akkretjonsskive.
Det er ingen unik observasjonssignatur for NAG-er. Listen nedenfor samler noen viktige elementer som har gjort det mulig å identifisere systemer som NAG-er.
De aktive galaksekjerner er vanligvis delt inn i to klasser: radio lydløs ( radio-stille på engelsk) og radio noisants ( radio-høyt på engelsk). I gjenstandene til den andre kategorien, bidrar strålene og lappene de blåser opp i stor grad til lysstyrken til galaksen, i det minste i radiodomenet. Radiostille objekter er enklere siden jetfly og underliggende utslipp kan neglisjeres.
Unified NAG-modeller grupperer sammen 2 eller flere objektklasser, basert på tradisjonelle observasjonsklassifiseringer, ved å foreslå at det faktisk er en enkelt type fysisk objekt observert under forskjellige forhold. De mest foretrukne enhetlige modellene til dags dato er de “orienteringsbaserte modellene”. Disse antyder at de tilsynelatende forskjellene mellom disse typer objekter ganske enkelt skyldes forskjellige retninger med hensyn til observatørens synsfelt.
Ved lave lysstyrker er gjenstandene som skal forenes Seyfert-galaksene. De enhetlige modellene foreslår at Seyfert 1 blir observert med et direkte syn på den aktive kjernen; når vi ser kjernen til Seyfert 2 gjennom tilslørede strukturer, som endrer utslippslinjene vi observerer på jorden. Den grunnleggende ideen om orienteringsavhengige akkretjonsmodeller er at to objekter, tilsynelatende tilhører forskjellige kategorier, kan tilhøre det samme hvis de observeres gjennom forskjellige synslinjer. Standardbildet består av en torus av ugjennomsiktig materiale som omslutter tilførselsskiven. Den må være tykk nok til å skjule de brede linjene, men tynn nok til at de smale linjene, som observeres i begge objektklasser, kan passere. En slik torus ble observert for første gang rundt den aktive kjernen i galaksen Cygnus A ; diameteren vil være 528 stk og høyden 286 stk . Seyfert 2 sees gjennom denne torusen. På utsiden av denne torusen er det materialer som kan avbøye en del av kjernefysiske utslipp mot vår synsfelt, som gjør det mulig for oss å observere visse utslipp av røntgenstråler og synlig lys, og i noen tilfeller lysstråler. 'Brede sendinger - disse blir så sterkt polarisert, og viser at de har blitt avbøyd og viser at noen Seyfert 2 faktisk "inneholder" en skjult Seyfert 1. Infrarøde observasjoner støtter denne teorien.
Ved sterkere lysstyrke tar kvasarene plass til Seyfert 1, men de tilsvarende “kvasarene 2” er hittil hypotetiske. Hvis de ikke har den avvikende komponenten i Seyfert 2, vil de være vanskelige å oppdage, bortsett fra de fine linjene og de kraftige røntgenbildene.
Historisk sett har arbeidet med forening av radiostøyende objekter fokusert på veldig lyse radiostøyende kvasarer. Disse kan samles ved hjelp av de smale utslippslinjene på en måte som er analog med foreningen av Seyfert 1 og 2 (men uten komplikasjon av reflektorkomponenten: radiogalakser som sender ut smale linjer viser ingen kontinuerlige kjernefysiske utslipp eller reflektert røntgenstrøm, selv om de av og til avgir polariserte brede linjer). De store radiostrukturene til disse objektene har gitt bevis for at orienteringsbaserte foreningsmodeller er sanne. Når det er tilgjengelig, støtter bevisene fra røntgenobservasjoner foreningsoppgaven: radiogalakser viser bevis på tilstopping av materiens torus mens kvasarer ikke gjør det. Imidlertid må det tas hensyn til at radiostøyende gjenstander også har en komponent relatert til små stråler, derfor er det nødvendig å ty til høy oppløsning for å skille termisk utslipp fra varme gasser i stor skala. I små vinkler mot synsfeltet dominerer strålene bildet, og vi kan se noen varianter av blazar.
Imidlertid er de fleste radiogalaksier svake og svakt begeistrede gjenstander. Disse presenterer ikke sterke linjer med optiske utslipp av kjernefysisk opprinnelse - enten de er smale eller brede - har en kontinuerlig linje i optikken, som tilfeldigvis er helt relativt til strålen, og deres utslipp i stråler X kommer også fra strålen alene. Disse objektene kan ikke forenes med kvasarer, selv om de inkluderer veldig lyse objekter i radiodomenet, siden torus aldri vil kunne maskere regionen med smale linjer i den grad det kreves, og også fordi infrarøde studier viser at 'de ikke har en skjult atomkomponent. Faktisk er det absolutt ingen bevis for at det eksisterer en torus i disse objektene. De utgjør derfor sannsynligvis en egen klasse der bare utslipp knyttet til strålene teller. Under små synsvinkler vil de vises som BL Lac-objekter.
I lang tid hadde aktive galakser rekorden for den største rødskiftet på grunn av deres høye lysstyrke (både i optikk og i radiobølger): de har fortsatt en rolle å spille i studiet av begynnelsen til universet . Likevel vet vi nå at NAG-er iboende gir et veldig skjevt bilde av den "typiske" høye rødskiftgalaksen.
Studien av utviklingen av NAG-populasjoner er mer interessant. De fleste av de lysende NAG-klassene (radiostille og radiostøyende) ser ut til å ha vært mye flere i det unge universet. Dette antyder at massive sorte hull dannet seg relativt tidlig, og at forholdene for dannelse av lysende NAG var lettere tilgjengelig i de tidlige dagene av universet - for eksempel var det mye mer kald gass i sentrum av galakser enn det var. det er ingen nå. Dette innebærer også at et stort antall gjenstander som har vært lysende kvasarer, er mye mindre eller til og med nesten mørke. Utviklingen av NAG-populasjoner med lite lys er mye mindre begrenset på grunn av vanskeligheter med å oppdage og observere disse objektene ved høye rødskift.