Núcleos galácticos activos

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Los núcleos galácticos  activos son núcleos en los que ocurren procesos, acompañados de la liberación de una gran cantidad de energía, no explicada por la actividad de estrellas individuales y complejos de gas-polvo ubicados en ellas [1] .

Los signos observados de actividad nuclear y las formas de liberación de energía pueden ser diferentes. Las manifestaciones más comunes de actividad son [2] :

Una galaxia activa  es una galaxia con un núcleo activo. Tales galaxias se subdividen en: Seyfert , radiogalaxias , lacertides y cuásares . Actualmente, se acepta generalmente que en el centro de una galaxia activa hay un objeto compacto masivo, muy probablemente un agujero negro , que es la causa del aumento de la intensidad de la radiación, especialmente en el rango de rayos X. Un chorro relativista (chorro) suele escapar de los núcleos de este tipo de galaxias . Un sello distintivo de muchas galaxias activas es la emisión de rayos X variable ( de días a horas ) . Existe la opinión de que los cuásares , las galaxias Seyfert , las radiogalaxias y los blazares  son lo mismo, pero visibles desde la Tierra desde diferentes puntos de vista [3] . Hay indicios de que una galaxia en rotación se activa periódicamente, es decir, la actividad no es una propiedad de la galaxia, sino su estado.

Modelos AGN

Por el momento, no se sabe con certeza qué provoca el comportamiento inusual de los núcleos activos. Se discuten las siguientes versiones:

  1. La actividad del núcleo está asociada con estallidos de supernovas . En este caso, una explosión de supernova puede convertirse en un mecanismo de arranque, liberando la energía almacenada en toda la región del núcleo. Las explosiones de supernova que ocurren regularmente en el núcleo pueden explicar la energía observada de los núcleos. Pero algunos de los fenómenos observados en las radiogalaxias (eyecciones de materia en forma de chorros de plasma relativista), que hablan de la estructura ordenada del campo magnético del núcleo, no se pueden explicar.
  2. La actividad central es generada por un objeto masivo similar a una estrella con un fuerte campo magnético . Aquí hay una analogía con los púlsares . El principal problema aquí, como puede comprender, es el objeto en sí.
  3. La actividad del núcleo con un agujero negro supermasivo (de 10 6 a 10 9 masas solares) es la teoría más comúnmente aceptada en la actualidad.

Disco de acreción

Artículo principal: disco de acreción

En el modelo AGN estándar , el disco de acreción (AD) forma la materia ubicada cerca del agujero negro central (BH). En ausencia de fricción, el equilibrio de la gravedad creado por la masa del cuerpo central y la fuerza centrífuga da como resultado la rotación kepleriana. En este caso, la velocidad angular de rotación de la sustancia disminuye con la distancia desde el centro (rotación diferencial). Los discos de acreción tienen alta presión de gas. La rotación diferencial del gas genera fricción, que rompe la rotación kepleriana, transforma la energía del movimiento ordenado en energía de turbulencia y luego en calor. En un gas turbulento surge un flujo radial turbulento y ordenado que, por un lado, provoca el momento angular de rotación y, por otro lado, contribuye a la conversión de la energía gravitatoria en energía de turbulencia. Ambos efectos conducen a un calentamiento significativo del disco de acreción, que es la razón de su emisión térmica. Teóricamente, el espectro de emisión de un disco de acreción alrededor de un agujero negro supermasivo debería tener máximos en los rangos óptico y ultravioleta. Y una corona de material caliente, elevada por encima del AD, puede provocar la aparición de fotones de rayos X por efecto de la dispersión Compton inversa. La potente radiación AD excita las partículas frías del medio interestelar, lo que provoca líneas de emisión en el espectro. La mayor parte de la energía emitida directamente por el AGN puede ser absorbida y reemitida en el IR (y otros rangos) por el polvo y el gas que rodea al AGN.

Activación periódica de núcleos galácticos

Se conocen numerosas evidencias indirectas de que las galaxias en rotación se encuentran periódicamente en un estado excitado, que se manifiesta en la activación de sus núcleos [4] [5] [6] [7] . Los períodos anteriores de actividad de las galaxias, que actualmente están en calma, están indicados por el movimiento radial del gas expulsado del núcleo, datos sobre la metalicidad de las estrellas, lo que indica que los procesos de formación estelar no son estacionarios, sino periódicos, y el irregular naturaleza de las emisiones tipo chorro [8] [ 9] . Las estructuras de anillos en rápida expansión observadas en el centro de nuestra galaxia a distancias de 3 kpc y 2,4 kpc y el complejo de nubes moleculares a una distancia de 300 pc del centro también respaldan esta suposición. La distribución desigual de la materia dentro de un radio de 2 pc desde el centro podría ser el resultado de una poderosa explosión que ocurrió en el centro de la Galaxia hace unos 10 5 años [10] .

Estado del problema AGN (según V. I. Pronik)

El modelo AGN generalmente aceptado consiste en un agujero negro central masivo giratorio y un disco gaseoso de acreción que lo rodea, que es una fuente de poderosa radiación ionizante. Este modelo explica cualitativamente la correlación de flujo observada en el espectro continuo y las líneas anchas de hidrógeno, así como la existencia de un retardo entre ellas. Por lo tanto, el problema de AGN se reduce a dos preguntas principales: cuál es el mecanismo de la radiación de espectro continuo y cómo se procesa exactamente esta radiación en radiación de otros rangos espectrales. El retraso de la radiación continua de longitud de onda larga con respecto a la radiación de longitud de onda corta observada en el CrAO [11] y en observatorios extranjeros puede indicar que la emisión de la mayoría de los AGN se debe a una fuerte fricción y calentamiento del gas en el disco de acreción. Pero todavía no hay evidencia confiable de esto. Por otra parte, el brillo de un grupo especial de AGN, objetos del tipo BL Lacertae, puede deberse, según las observaciones realizadas por astrónomos de Crimea y Finlandia, a la radiación sincrotrón exclusivamente de un chorro de gas relativista dirigido a lo largo del eje de rotación de el disco hacia el observador. El seguimiento espectral a largo plazo de los AGN, realizado por algunos observatorios extranjeros, así como por el CrAO (desde finales de la década de 1980), junto con el desarrollo del método de análisis de reverberación, permitió suponer que la emisión de líneas anchas de emisión de hidrógeno surge en nubes de gas que se mueven a lo largo de órbitas keplerianas aproximadamente en el mismo plano y forman un disco externo. Pero todavía no hay un acuerdo general entre los expertos sobre este tema. Recientemente, en la investigación mundial, se ha prestado especial atención al estudio de la relación entre la radiación AGN en los rangos de rayos X y ópticos. Tal trabajo se lleva a cabo en CrAO. Según los astrónomos de Crimea, la fuente de rayos X debería ubicarse en el centro sobre el disco, que vuelve a irradiar esta energía en la región visible del espectro. Los resultados de estos y otros estudios se publican en un libro que contiene los materiales de la conferencia "Astronomical Society of the Pacific Conference Series, ASPCS, vol.360" celebrada en el CRAO. A pesar de algunos avances en el estudio de los AGN, quedan muchos problemas y tareas sin resolver, como explicar la variabilidad de los perfiles de líneas anchas de hidrógeno, la naturaleza de su naturaleza de "dos jorobas" en algunos AGN, la cinemática y dinámica del gas en la región del disco, y mejorando la precisión de determinar las masas de los agujeros negros centrales.

Notas

  1. ↑ Zasov y Postnov, 2006 , pág. 371.
  2. ↑ Zasov y Postnov, 2006 , pág. 372.
  3. ↑ Astronomía del siglo XXI -A- . Consultado el 9 de enero de 2014. Archivado desde el original el 9 de enero de 2014.
  4. ↑ Burbridge GR, Burbridge EM, Sandage AR Evidencia de la ocurrencia de eventos violentos en el núcleo de las galaxias//Rev. Modificación. Phys.—1963.— 35. —p.947-972.
  5. ↑ Oort JH El centro galáctico// Ann. Rvdo. Astron. Astrofias. —1977. — 15. —p.295-362.
  6. ↑ Gagen-Thorn V. A., Shevchenko I. I. Variabilidad óptica y estructura de radio de fuentes extragalácticas. Evidencia de actividad recurrente// Astrofísica.- 1982.- 18.- P. 245-254 .
  7. ↑ Van den Bergh S. Explosiones en galaxias// Vistas en astronomía.— 1978.— 22. —p.307-320.
  8. ↑ Marsakov V. A., Suchkov A. A. La función de metalicidad de los cúmulos globulares: evidencia de tres fases activas en la evolución de las galaxias // Cartas a Astron. Revista.-1976.- 2. -p.381-385.
  9. ↑ Ptuskin V.S., Khazan Y.M. El centro galáctico y el origen de los rayos cósmicos // Astron. revista. —1981.— 58. —S.959-968.
  10. ↑ Gensel R. Townes CH Condiciones físicas, dinámica y distribución de masas en la Galaxia// Ann. Rvdo. Astron. Astrofias.— 1987.— 25. —p.377-423.
  11. ↑ Observatorio astrofísico de Crimea Archivado el 31 de julio de 2005.

Literatura

Enlaces

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