Активное ядро галактики — это участок, обычно расположенный в центре галактики, где наблюдается не просто «яркое свечение», а колоссальное выделение энергии. Основной двигатель процесса почти всегда один и тот же: сверхмассивная чёрная дыра в самом центре. Сама по себе чёрная дыра света не излучает, но когда рядом с ней начинает падать и разгоняться газ, пыль и другие компоненты, образуется мощный источник излучения.
Обычно в центре работает «стандартная» схема: чёрная дыра + аккреционный диск + пылевой тор + (иногда) релятивистские струи (джеты). Именно эти элементы определяют, как выглядит активное ядро и в каких диапазонах оно светится.
Как устроен процесс
1. Вокруг чёрной дыры возникает вращающийся аккреционный диск.
2. Газ в диске постепенно приближается к центру благодаря потерям углового момента: ему помогает «поведение» среды, а также роль магнитных процессов.
3. По мере падения вещество разогревается и начинает интенсивно излучать. Такое излучение может охватывать очень широкий спектр
4. Часть энергии уходит не только «в свет», но и на формирование мощных направленных выбросов — релятивистских струй (джетов), которые часто вытянуты перпендикулярно плоскости диска.
Почему активность есть не у всех галактик
Наличие сверхмассивной чёрной дыры ещё не означает, что ядро будет активным. Активность появляется, когда в окрестности центральной области поступает достаточно вещества, чтобы сформировать устойчивый аккреционный диск и запустить мощные процессы излучение. Если «подача» материала слабая или отсутствует, яркость ядра остаётся скромной.
Какие признаки видят наблюдатели
У активных ядер есть набор типичных свойств:
• Очень высокая и часто меняющаяся светимость. Источник очень компактный, поэтому изменения яркости могут происходить довольно быстро (от часов до лет).
• Широкие эмиссионные линии в спектре. Газ рядом с ядром движется с огромными скоростями, и из-за эффекта Доплера линии «размазываются» по ширине.
• Сильное излучение в разных диапазонах. Помимо оптики обычно заметны в ультрафиолетовом диапазоне, рентгене, а также заметны радиоволны; в инфракрасном часто «видна» нагретая пыль.
• Релятивистские струи (джеты) у части объектов. В некоторых классах наблюдаются направленные потоки плазмы, иногда хорошо видимые на радио и других диапазонах.
Основные классы активных ядер галактик
Границы между типами иногда размыты, потому что многое зависит от угла наблюдения.
• Сейфертовские галактики. Часто спиральные. Ключевой признак — характерные эмиссионные линии в спектре. Их нередко разделяют на категории, различающиеся тем, какие именно линии удаётся увидеть: одни объекты показывают широкий набор линий, другие — только более «узкие».
• Радиогалактики. Выделяются особенно мощным радиоизлучением, обычно связанным с активными выбросами релятивистских частиц.
• Квазары. Это одни из самых ярких активных ядер: иногда галактика-хозяин на их фоне практически не видна.
• Блазары. Их особенность в том, что релятивистская струя (джет) направлен почти на наблюдателя. Тогда из-за релятивистских эффектов излучение кажется ярче, а вариации — заметнее. В этой группе встречаются подтипы со своими отличиями в спектрах.