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活动星系

活动星系,又称激扰星系,是指具有强烈活动现象或剧烈物理过程的星系。此类星系包括塞弗特星系类星体、射电星系、蝎虎天体、星爆星系等多种类型。活动星系大多位于极遥远的距离,其光需要数百万年至数十亿年才能抵达地球,这暗示了它们可能是宇宙中的年轻天体。研究表明,几乎所有星系都曾经历过这样的活动阶段。

特征

活动星系的主要特点是星系中心区域存在一个极小而极亮的核,称为活动星系核。这些星系表现出强的非热连续谱和宽的发射线。有些活动星系具有快速光变,时标可达数小时至几年,而另一些则显示出明显的爆发现象,如喷流。活动星系的特点多数与活动星系核相关联。例如,类星体、蝎虎座BL型天体等,其辐射的绝大部分来自星系核,而其他部分的辐射几乎无法观测到。活动星系的数量约占正常星系总数的1%,其寿命约为一亿年。人类对活动星系的本质了解有限,活动星系的研究已成为星系天文学乃至整个天体物理学中最活跃的领域之一。

分类

塞弗特星系

塞弗特星系是最早被发现的活动星系,以发现者卡尔·塞弗特的名字命名。这是一种具有非常明亮星系核的螺旋或棒旋星系,具有强的高电离发射线,谱线宽且变化显著,同时也具备强大的X射线辐射。虽然并非所有的塞弗特星系都会放射无线电,但它们却是红外辐射的强发射源。根据发射线的宽度和形状,塞弗特星系可分为Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型塞弗特星系具有宽的发射线,其发射线谱表明,它们是由围绕中心高速旋转的氢气云产生的;Ⅱ型只具有窄的发射线,其光谱中尽管具有氢线,但似乎并没有这种快速运动的气体云。进一步还可以划分成1.5、1.8、1.9等类型。

类星体

类星体是一种与塞弗特星系极为相似的天体,其核心活动更加剧烈。它们在天空中看似发光的点,但实际上并非恒星。类星体的大都位于极遥远的地方,是已知最遥远的天体之一。它们可以是“射电噪的”(在这种情况下被称为“类星射电源”)或是“射电静的”(传统QSO)。类星体的亮度可以达到普通星系的1000倍。

射电星系

射电星系是以在电磁波谱无线电波段的辐射强度著称的星系。与点辐射源不同,射电星系的辐射从两侧的巨大辐射瓣发出。大部分射电星系拥有两个辐射源,称为双源型射电星系。通常为椭圆星系。根据发射线的宽度,射电星系可分为宽线射电星系(BLRG)和窄线射电星系(NLRG)。

蝎虎座BL型天体

蝎虎座BL型天体的星系核非常亮,短时间内曝光类似于恒星。其光度变化快,射电辐射具有很强的偏振,光谱中既没有吸收线也没有发射线,因此其红移只能从宿主星系的光谱推断出来。

光学剧变类星体

光学剧变类星体(OVV)的光度变化快,常常是强射电源。与蝎虎座BL型天体合称耀变体(Blazar)。耀变体与类星体在许多方面都非常接近,只是它们不具有谱线

低电离核发射线区

低电离核发射线区(LINER)的核光度相对较低,具有低电离的核发射线区,有时被视为低光度的2型塞弗特星系

窄线X射线星系

窄线X射线星系(NLXG)具有高电离发射线,类似于塞弗特星系,但光度较低。它们被认为是光谱受到星系内尘埃消光的塞弗特星系。

星爆星系

星爆星系具有巨大的恒星形成区,其红外光度高于可见光光度,大部分为旋涡星系。它们属于活动星系,但与活动星系核的关系尚不确定。

其他

除上述类型外,还有N星系、兹威基星系、高偏振类星体(HPQ)、低光度活跃星系核(MAGN)、热星体(Warmer)等。根据射电波段的辐射,活动星系核还可分为射电宁静活动星系核与射电噪活动星系核两大类。其中,射电宁静活动星系核包括低电离核发射线区、塞弗特星系以及部分类星体,而射电噪活动星系核包括射电噪类星体、耀变体(包括蝎虎座BL型天体和光学剧变类星体)、射电星系等。

模型

活动星系核的统一模型尝试将两种或两种以上类型的活动星系核用一个模型进行描述,不同类型的活动星系核只是由于观测视角的不同。电波弱(radio-quiet)活动星系核与电波强(radio-loud)活动星系核分别具有各自的统一模型:电波弱统一模型和电波强统一模型。电波弱统一模型认为西佛Ⅰ型星系是直接观察到的光度较低的活动星系核本身,西佛Ⅱ型星系则是由于视线方向上受到了环绕在吸积盘周围的遮蔽环的阻挡。如果活动星系核的光度较高,直接观测到的就不是西佛I型星系而是类星体。电波强统一模型主要关注于高光度的电波强类星体,它们能够与窄发射线电波星系用类似电波弱统一模型的方式统一在一起,即电波星系被遮蔽环挡住了视线,而类星体没有。如果视线方向与喷流夹角非常小,则会观察到蝎虎BL型类星体耀变体)。

发现历史

活动星系和类星体的巨大能量之谜曾经困扰了天文学家几十年之久,现在普遍认为,它们的能量来源于星系中央的高速自转的超大质量黑洞。上世纪20年代以后,天文学家终于认识到在银河系之外广漠的宇宙空间散布着无数个大小不一、形态各异的星系。不过直到20世纪中期,天文学家还认为星系是相当平静的,只有难得一见的超新星以与整个星系相当的光度爆发出来,才会偶尔冲破宇宙深处沉沉的寂静。随着射电天文学的发展,天文学家发现了我们银心射电源和许多星系的强射电源。值得注意的是,这些河外射电源在射电波段发射的能量比银心大得多,从此揭开了认识星系活动的序幕。此后,空间天文学的开展,更在红外和X等波段上探测到星系的活动,特别是与某些类型的星系的核有关的活动。这样,天文学家认识到星系的活动是相当普遍的现象。然而,绝大多数(约占98%)的星系活动水平很低,例如我们的银河系,我们称之为正常星系。仅有2%的星系活动激烈,归为活动星系。

参考资料

活动星系具有强烈的活动现象,属性较为特殊,具有重要的研究意义.指尖上识科学.2024-11-05

星系大家族:活跃星系的与众不同.搜狐网.2024-11-05

太空飞行轨道宇宙的活动星系在线免费阅读.番茄小说.2024-11-05