#Галактики с активными ядрамиГалактики с активными ядрамиИсследуйте Области знанийУ нас представлены тысячи статейТегГалактики с активными ядрамиГалактики с активными ядрамиНайденo 13 статейПриродные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространствеПриродные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Эволюция галактикЭволю́ция гала́ктик, изменение со временем массы, формы, размера, состава галактик, содержания различных химических элементов в их звёздах и межзвёздном газе начиная с самых ранних этапов их существования. На ранних стадиях своей эволюции галактики, вероятно, представляли собой диски, более чем наполовину состоявшие из газа; в них активно шло звездообразование. Некоторые галактики испытывают слияния с другими галактиками и из быстро вращающихся дисков превращаются в медленно вращающиеся сфероиды, становясь эллиптическими галактиками. Бо́льшая часть галактик остаётся в форме дисков (спиральные галактики), но продолжает осаждать на себя газ из межгалактического пространства. В последние 8 млрд лет внутри старых толстых дисков формируются более тонкие и молодые звёздно-газовые диски. Тонкие диски изначально были гравитационно неустойчивы, поэтому их динамическая эволюция может включать в себя формирование таких деталей структуры, как спирали, бары и псевдобалджи. Химическая эволюция галактик заключается в монотонном росте содержания химических элементов тяжелее гелия в звёздах и межзвёздном газе дисков галактик. Источником новых химических элементов являются термоядерные реакции в недрах массивных звёзд, вспышки сверхновых звёзд, захват нейтронов тяжёлыми атомными ядрами. Особую роль в эволюции галактик играет рост сверхмассивных чёрных дыр в их центрах. Есть основания полагать, что в процессе эволюции галактики сначала формируется сверхмассивная чёрная дыра, а уже потом вокруг неё «нарастает» диск.Научные эксперименты, проекты, программы Проект BEAM-MEПрое́кт BEAM-ME (от англ. Blazars Entering the Astrophysical Multi-Messenger Era), международная программа наблюдений 34 блазаров и 3 радиогалактик в широком диапазоне длин волн, включающая ежемесячный мониторинг на частотах 43 и 86 ГГц с помощью радиоинтерферометра VLBA. В проекте принимают участие учёные из 6 стран: США, Испании, России, Германии, Финляндии и Чили. Наблюдения проводятся с августа 2020 г. и являются продолжением программы наблюдений блазаров VLBA-BU-BLAZAR, начатой Бостонским университетом в 2007 г. и завершённой в июле 2020 г. Целью проекта является изучение механизмов формирования релятивистских джетов путём сопоставления изображений с высоким угловым разрешением (включая изображения в поляризованных радиоволнах), полученных с помощью VLBA, с данными наблюдений в разных диапазонах электромагнитного спектра (от микроволнового до гамма), полученными с использованием космических обсерваторий «Ферми», AGILe, RXTE, «Свифт» и ряда наземных телескопов.Научные эксперименты, проекты, программы Проект MOJAVEПрое́кт MOJAVE (от англ. Monitoring of Jets in AGN with VLBA Experiments), международная программа долгосрочного систематического мониторинга релятивистских джетов более 400 активных ядер галактик с высоким угловым разрешением. В проекте принимают участие учёные из 7 стран: США, России, Германии, Финляндии, Индии, Испании и Армении. Наблюдения проводятся с 1994 г. методом радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами с помощью радиоинтерферометра VLBA на частотах 15, 23 и 43 ГГц. Целью проекта является изучение движения джетов и их отдельных компонентов, исследование эволюции джетов, выявление областей их ускорения и коллимации, выяснение механизмов поляризации излучения джетов, анализ активности джетов и её связи с гамма-излучением и генерацией нейтрино высоких энергий и др.События в сфере науки и образования Открытие сейфертовских галактикОткрытие сейфертовских галактик. В 1908 г. американские астрономы Э. Фат и В. Слайфер, проводившие наблюдения в Ликской обсерватории, открыли в спектре «спиральной туманности» (как тогда называли спиральные галактики) NGC 1068 (рис. 1), помимо привычных для звёзд спектральных линий поглощения, необычные широкие линии излучения. В 1940–1942 гг. К. Сейферт в обсерватории Маунт-Вилсон продолжил поиски таких объектов и открыл 12 галактик с аналогичными особенностями спектра. Их точечные ядра имели вид яркой звезды, а в спектрах наблюдались чрезвычайно широкие и интенсивные линии излучения водорода и гелия (рис. 2). Большая ширина этих линий интерпретировалась как следствие эффекта Доплера и свидетельствовала о высоких скоростях движения горячего газа (тысячи километров в секунду), т. е. о сильно нестационарном состоянии этих областей. Там же наблюдались узкие линии излучения, в том числе, как выяснилось позднее, запрещённые линии дважды ионизованного кислорода [О III], как у газовых туманностей. Очень высокая интенсивность линий показывала, что в этих сравнительно маленьких областях генерируется значительная доля всей энергии излучения галактик (как теперь известно, светимость такого ядра превышает светимость всей галактики) и сосредоточена существенная часть её массы.Внегалактические объекты Галактики МаркарянаГала́ктики Маркаря́на, галактики небольшого углового размера с избыточным ультрафиолетовым (УФ) излучением, выделенные с использованием предложенной Б. Е. Маркаряном оригинальной методики фотографических наблюдений с объективной призмой на 1-метровом телескопе Шмидта Бюраканской астрофизической обсерватории. Часть галактик Маркаряна являются галактиками со вспышкой звездообразования или с обширными областями, охваченными звездообразованием, где избыток УФ-излучения связан с большим количеством молодых горячих звёзд. Другая часть является галактиками с высокой активностью ядра, характеризующейся повышенной светимостью в УФ-области. В некоторых случаях может иметь место и то и другое. Обозначения галактик Маркаряна – Mrk с порядковым номером (например, Mrk 231).Внегалактические объекты БлазарыБлаза́ры, группа активных ядер галактик, характеризующихся высокой яркостью и высокоамплитудной переменностью блеска во всех диапазонах электромагнитного спектра, от радиоволн до гамма-излучения, на временных масштабах от часов до десятков лет. Считается, что их мощное излучение и наблюдаемые проявления активности связаны с расположенными в их центрах сверхмассивными чёрными дырами, выбрасывающими узкие струи релятивистских частиц – джеты, один из которых направлен в сторону наблюдателя под очень малым углом к лучу зрения Высокая яркость блазаров также объясняется доплеровским усилением и релятивистской аберрацией излучения от джета, направленного в сторону наблюдателя. По наблюдаемым характеристикам блазары разделяют на два типа: лацертиды и квазары с плоским радиоспектром.Релятивистские объекты Сверхмассивные чёрные дырыСверхмасси́вные чёрные ды́ры, чёрные дыры массой 106–1010 масс Солнца. К настоящему моменту получены убедительные доказательства существования сверхмассивных чёрных дыр в ядрах большинства галактик, включая нашу Галактику. Массы сверхмассивных чёрных дыр оцениваются по движению «пробных тел» (звёзд, газовых облаков, газовых дисков и т. п.) в их окрестностях и другими, более косвенными методами. Их радиусы можно оценить по наблюдаемой переменности излучения ядер галактик, а также с применением наблюдательных методов высокого углового разрешения. Масса сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей Галактики составляет (4,31±0,36) ∙106 масс Солнца. Обнаружена положительная корреляция между массой сверхмассивной чёрной дыры в центре галактики и массой сфероидального компонента галактики, а также дисперсией скоростей звёзд в нём. Обсуждаются различные аспекты совместной эволюции сверхмассивных чёрных дыр и галактик, в которых они находятся. К настоящему времени открыто много случаев приливного разрушения звёзд вблизи сверхмассивных чёрных дыр. При высоком темпе аккреции вещества галактики на центральную чёрную дыру давление излучения формирует мощный отток вещества, который приводит к «выметанию» газа из галактики и снижению темпа звездообразования в ней. Такие процессы влияют на спектральные характеристики галактики и структуру её центральных областей. Считается, что аккреция вещества на сверхмассивные чёрные дыры является причиной мощного энерговыделения в активных ядрах галактик (в том числе в квазарах).Внегалактические объекты ЛацертидыЛацерти́ды, немногочисленная группа активных ядер галактик, характеризующихся высокой переменностью блеска во всем электромагнитном спектре, от радиоволн до гамма-излучения, сильной линейной поляризацией излучения (степень поляризации достигает 40–50 %) и непрерывным оптическим спектром излучения с отсутствием ярких эмиссионных линий. Являются разновидностью блазаров, т. е. активных ядер галактик, у которых один из релятивистских джетов направлен в сторону наблюдателя под малым углом к лучу зрения. Излучение этого джета вносит основной вклад в общее излучение лацертиды. Блеск лацертид в оптическом диапазоне может изменяться в сотни раз. Временной масштаб переменности излучения составляет от нескольких дней до нескольких месяцев, что соответствует характерному размеру излучающей области порядка 1013–1015 м (т. е. меньше 1 парсека).Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Релятивистский джетРелятиви́стский джет, коллимированный высокотурбулентный поток плазмы и релятивистских частиц, образующийся в результате аккреции вещества на сверхмассивную чёрную дыру, которая находится в центре активного ядра галактики. При аккреции формируются биполярные истечения вещества в направлении оси вращения чёрной дыры или в направлении, перпендикулярном плоскости вращения аккреционного диска. Джеты начинают детектироваться уже в ближайших окрестностях чёрной дыры, на расстоянии в несколько десятков её гравитационных радиусов. Важную роль в образовании джета играет магнитное поле, которое формирует, ускоряет и коллимирует его. Данные наблюдений и результаты моделирования указывают на то, что связанное с джетом глобальное магнитное поле является спиральным с высокой степенью закрутки силовых линий. Считается, что джеты состоят из нетепловой электрон-позитронной плазмы, однако в них могут присутствовать также и релятивистские протоны. Релятивистские джеты испускают непрерывное излучение во всём диапазоне электромагнитного спектра, а также могут быть источниками высокоэнергетических астрофизических нейтрино. Помимо активных ядер галактик джеты наблюдаются также в микроквазарах, но скорости движения плазмы в них умеренно релятивистские: 0,2−0,3 скорости света. Нерелятивистские истечения формируются и у молодых звёзд в туманностях, проявляющих себя как объекты Хербига – Аро.Галактические объекты Активные ядра галактикАкти́вные я́дра гала́ктик, ядра галактик, в которых наблюдаются нестационарные процессы, сопровождающиеся выделением большого количества энергии. Признаки активности и формы выделения энергии в ядрах галактик могут быть различными: быстрое движение газа со скоростью в тысячи километров в секунду; нетепловое излучение большой мощности в коротковолновых областях спектра; мощное излучение в далёкой инфракрасной области, вероятно, связанное с нагретой межзвёздной пылью вблизи ядра; выбросы газовых струй (релятивистских джетов); мощное радиоизлучение, связанное с выбросом из ядра заряженных частиц высоких энергий. Излучение активных ядер галактик исходит из очень маленькой области, и его мощность, как правило, переменна на самых различных интервалах времени – от нескольких часов до нескольких лет. Галактики с активными ядрами разделяют по характеру и мощности проявляемой активности на сейфертовские галактики, радиогалактики, квазары и лацертиды. Мощность выделяемой энергии активных ядер составляет от 1034–1038 Вт для сейфертовских галактик до 1039–1040 Вт для наиболее мощных квазаров. Считается, что причиной мощного излучения активных ядер является аккреция газа на сверхмассивную чёрную дыру в центре галактики. 12
