Сейфертовские галактики
Се́йфертовские гала́ктики, разновидность галактик с активными ядрами. Являются первым обнаруженным типом таких галактик. По своим свойствам ядра сейфертовских галактик близки к квазарам, отличаясь от них значительно более низким энерговыделением. Сейфертовские галактики были выделены в отдельную группу в 1943 г. К. Сейфертом, исследовавшим 6 спиральных галактик со звездоподобными ядрами, в спектрах которых присутствуют сильные и необычно широкие эмиссионные линии различных химических элементов. Большинство сейфертовских галактик относится к спиральным галактикам, составляя, как показали дальнейшие наблюдения, более 10 % от их общего числа. Самая яркая сейфертовская галактика, NGC 1068, имеет примерно 9-ю видимую звёздную величину.
Спектр излучения ядер сейфертовских галактик (сейфертовских ядер) говорит о незвёздной природе источника их энергии. Большая ширина эмиссионных линий в спектре объясняется быстрым движением газа в ядре – со скоростями от нескольких сотен до нескольких тысяч километров в секунду. Непрерывный спектр излучения сейфертовских ядер также обладает высокой интенсивностью. Наибольшее количество энергии, как правило, изучается в длинноволновом инфракрасном диапазоне. При этом в оптической области спектра для ядер сейфертовских галактик характерен избыток коротковолнового ультрафиолетового излучения, и многие из них были обнаружены именно по этому признаку. Ядра некоторых сейфертовских галактик оказались даже источниками рентгеновского излучения. Излучение ядер сейфертовских галактик характеризуется переменностью. Изменения яркости происходят без чётко выделенной периодичности, на различных интервалах времени – от долей суток до нескольких лет, что говорит о небольшом размере активного ядра. Полная мощность излучения ядер сейфертовских галактик составляет от десятков миллионов до миллиардов светимостей Солнца.
По ширине и относительной интенсивности линий в спектре активного ядра принято разделять сейфертовские галактики на два типа – Sy1 и Sy2 (введены также несколько промежуточных типов). Ядра галактик типа Sy1 отличаются более высокой мощностью излучения, особенно в ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра, а также более широкими спектральными линиями (соответствующими скоростям движения газа до нескольких тысяч километров в секунду). Часть активных ядер типа Sy1 обладает быстропеременным рентгеновским излучением.
По современным преставлениям, источником энергии ядер сейфертовских галактик, как и других активных ядер галактик, является падение (аккреция) газа на сверхмассивную чёрную дыру в центре галактики, в ходе которого газ разгоняется до очень больших скоростей гравитационным полем чёрной дыры. Это приводит к образованию вокруг чёрной дыры компактного, быстро вращающегося, очень горячего и яркого газового аккреционного диска с сильным магнитным полем, излучение которого нагревает и ионизует окружающую среду. Согласно принятой модели активных ядер, основное излучение ядра связано с аккреционным диском, а также с высокоскоростными потоками горячего газа по обе стороны от диска. Широкие эмиссионные линии возникают в газовой среде в области, близко расположенной к аккреционному диску, более узкие – на более далёком расстоянии (десятки парсек) от него. Аккреционный диск окружен толстым (по сравнению с его размером) газово-пылевым кольцом, или тором. Этот тор малопрозрачен для света, поэтому он рассеивает и поглощает свет активного ядра, переизлучая поглощённую энергию в инфракрасной области спектра. Излучение аккреционного диска не испытывает большого поглощения только в направлениях, близких к перпендикуляру к плоскости тора. Различие между галактиками типов Sy1 и Sy2 во многих случаях можно объяснить наблюдаемой ориентацией этого тора. Если тор для земного наблюдателя виден почти с ребра, то он затеняет область наиболее широких эмиссионных линий, как и яркое свечение аккреционного диска, которое доходит до нас сильно ослабленным (это соответствует сейфертовской галактике типа Sy2). Если же тор развёрнут к нам под большим углом и не закрывает аккреционный диск с прилегающими к нему областями, то наблюдатель может видеть активное ядро и область широких эмиссионных линий (сейфертовская галактика типа Sy1).
Среди галактик Sy1 был выделен подкласс галактик со сравнительно более узкими эмиссионными линиями, получивший обозначение NLS1s (narrow-line Seyfert-1s). Сверхмассивные чёрные дыры в ядрах этих галактик имеют сравнительно небольшую массу, однако темп аккреции газа на них высок. Эти активные ядра отличаются необычно быстрой переменностью в рентгеновском диапазоне, которая тесно связана с их оптической переменностью, а также некоторыми особенностями спектров. Причина отличия таких галактик от большинства галактик Sy1 – предмет активного обсуждения.