นิวเคลียสกาแลกติกที่ใช้งานคืออะไร?

Send

ในปี 1970 นักดาราศาสตร์เริ่มตระหนักถึงแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุขนาดกะทัดรัดที่ใจกลางกาแล็กซี่ทางช้างเผือกซึ่งพวกเขาตั้งชื่อ Sagittarius A. หลังจากหลายทศวรรษของการสังเกตและหลักฐานการติดตั้ง หลุมดำมวลมหาศาล (SMBH) ตั้งแต่นั้นมานักดาราศาสตร์ได้ตั้งทฤษฎีว่า SMBHs เป็นหัวใจของกาแลคซีขนาดใหญ่ทุกแห่งในจักรวาล

เวลาส่วนใหญ่หลุมดำเหล่านี้เงียบและมองไม่เห็นจึงไม่สามารถสังเกตได้โดยตรง แต่ในช่วงเวลาที่วัสดุตกลงไปในอุ้งเท้าขนาดใหญ่พวกมันจะระเบิดด้วยรังสีทำให้แสงมากกว่ากาแลคซีที่เหลือรวมกัน ศูนย์สว่างเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันในนาม Active Galactic Nuclei และเป็นหลักฐานที่แข็งแกร่งที่สุดสำหรับการมีอยู่ของ SMBH

รายละเอียด:

ควรสังเกตว่าการปะทุครั้งใหญ่ในความสว่างที่ตรวจพบจาก Active Galactic Nuclei (AGNs) ไม่ได้มาจากหลุมดำมวลมหาศาล บางครั้งนักวิทยาศาสตร์ได้เข้าใจว่าไม่มีสิ่งใดแม้แต่แสงสามารถหลบหนีขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำได้

แต่การแผ่รังสีระเบิดขนาดใหญ่ - ซึ่งรวมถึงการปล่อยในวิทยุ, ไมโครเวฟ, อินฟราเรด, ออปติคอล, รังสีอัลตร้าไวโอเล็ต (UV), X-ray และแกมมาเรย์ - มาจากสสารเย็น (ก๊าซและฝุ่น) ที่ล้อมรอบสีดำ หลุม การสะสมแบบฟอร์มเหล่านี้จะทำให้ดิสก์วงโคจรรอบหลุมดำมวลมหาศาลและค่อยๆให้อาหารพวกมันสำคัญ

แรงโน้มถ่วงที่เหลือเชื่อในภูมิภาคนี้บีบอัดวัสดุของดิสก์จนกว่าจะถึงเคลวินหลายล้านองศา สิ่งนี้สร้างรังสีสดใสผลิตพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่จุดสูงสุดในคลื่นแสง - UV โคโรน่าของวัสดุที่ร้อนจัดอยู่เหนือแผ่นสะสมมวลสารและสามารถกระจายโฟตอนได้มากถึงพลังงานเอ็กซ์เรย์

ส่วนใหญ่ของการแผ่รังสีของ AGN อาจถูกบดบังด้วยก๊าซระหว่างดวงดาวและฝุ่นละอองที่อยู่ใกล้กับดิสก์สะสมมวลสาร แต่สิ่งนี้อาจจะถูกฉายรังสีอีกครั้งที่คลื่นอินฟาเรด ดังนั้นสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าส่วนใหญ่ (ถ้าไม่ทั้งหมด) เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของสสารเย็นกับ SMBH

การทำงานร่วมกันระหว่างสนามแม่เหล็กหมุนของหลุมดำมวลยวดยิ่งและดิสก์สะสมมวลชนยังสร้างไอพ่นสนามแม่เหล็กอันทรงพลังซึ่งยิงวัสดุด้านบนและด้านล่างหลุมดำด้วยความเร็วสัมพัทธ์ (เช่นเศษเสี้ยวที่สำคัญของความเร็วแสง) เครื่องบินไอพ่นเหล่านี้สามารถขยายได้หลายแสนปีแสงและเป็นแหล่งกำเนิดรังสีที่มีโอกาสพบเป็นครั้งที่สอง

ประเภทของ AGN:

โดยทั่วไปแล้วนักวิทยาศาสตร์แบ่ง AGN ออกเป็นสองประเภทซึ่งเรียกว่านิวเคลียส“ เงียบด้วยคลื่นวิทยุ” และ“ กระจายคลื่นวิทยุ” หมวดวิทยุดังดังกล่าวสอดคล้องกับ AGN ที่มีการปล่อยคลื่นวิทยุที่ผลิตโดยแผ่นดิสก์เสริมและเจ็ตส์ AGN ที่เงียบสงบทางวิทยุนั้นง่ายกว่าเนื่องจากการปล่อยไอพ่นหรือการปล่อยไอพ่นใด ๆ นั้นน้อยมาก

Carl Seyfert ค้นพบ AGN ชั้นหนึ่งในปี 1943 ซึ่งเป็นสาเหตุที่ตอนนี้พวกเขามีชื่อของเขา “ กาแลคซี Seyfert” เป็นประเภทของ AGN ที่เงียบด้วยคลื่นวิทยุที่รู้จักกันในแนวการปล่อยของพวกเขาและแบ่งออกเป็นสองประเภทตามพวกเขา กาแลคซีของเซเฟอร์เฟอร์ประเภทที่ 1 มีทั้งเส้นปล่อยแสงที่แคบและกว้างซึ่งบ่งบอกถึงการดำรงอยู่ของเมฆของก๊าซความหนาแน่นสูงเช่นเดียวกับความเร็วของก๊าซระหว่าง 1,000 - 5,000 กม. / s ใกล้กับนิวเคลียส

ตรงกันข้ามกับประเภทที่ 2 เซเฟอร์มีสายการปล่อยก๊าซที่แคบเท่านั้น เส้นแคบ ๆ เหล่านี้เกิดจากเมฆก๊าซความหนาแน่นต่ำซึ่งอยู่ในระยะทางที่ไกลกว่าจากนิวเคลียสและความเร็วของแก๊สประมาณ 500 ถึง 1,000 กม. / วินาที เช่นเดียวกับเซเฟอร์เฟต์กาแลคซีที่เงียบสงบในชั้นเรียนอื่น ๆ ได้แก่ ควาซาร์และลิเนียร์ที่เงียบสงบทางวิทยุ

กาแลคซีเส้นเขตการปลดปล่อยนิวเคลียร์ต่ำ (Ioneration) มีความคล้ายคลึงกับกาแลคซี Seyfert 2 ยกเว้นสายการไอออไนซ์ที่ต่ำ (ตามชื่อแนะนำ) ซึ่งค่อนข้างแข็งแกร่ง พวกมันเป็น AGN ที่มีความส่องสว่างต่ำที่สุดและมันก็มักจะสงสัยว่าในความเป็นจริงนั้นขับเคลื่อนด้วยการสะสมของหลุมดำมวลมหาศาล

กาแลคซีที่มีคลื่นวิทยุยังสามารถแบ่งออกเป็นหมวดหมู่เช่นกาแลคซีวิทยุ, ควาซาร์และ blazars ตามชื่อที่แนะนำกาแลคซีวิทยุเป็นกาแลคซีรูปไข่ซึ่งเป็นตัวปล่อยคลื่นวิทยุแรง Quasars เป็น AGN ที่ส่องสว่างที่สุดซึ่งมีสเปกตรัมคล้ายกับ Seyferts

อย่างไรก็ตามพวกมันต่างกันตรงที่คุณสมบัติการดูดกลืนของดาวฤกษ์นั้นอ่อนแอหรือขาดหายไป (หมายถึงพวกมันมีความหนาแน่นน้อยกว่าในแง่ของก๊าซ) และเส้นการปล่อยแคบนั้นอ่อนแอกว่าเส้นกว้างที่เห็นในเซเฟอร์เฟอร์ต์ Blazars เป็นกลุ่ม AGN ที่มีความผันแปรสูงซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุ แต่ไม่แสดงบรรทัดการปล่อยในสเปกตรัม

การตรวจสอบ:

ในอดีตมีการพูดถึงคุณสมบัติหลายอย่างที่สังเกตได้ในใจกลางกาแลคซีที่อนุญาตให้พวกมันถูกระบุว่าเป็น AGNs ตัวอย่างเช่นเมื่อใดก็ตามที่สามารถมองเห็นดิสก์สะสมมวลสารโดยตรงสามารถมองเห็นการปล่อยแสงนิวเคลียร์ เมื่อใดก็ตามที่ดิสก์สะสมมวลสารถูกบดบังด้วยก๊าซและฝุ่นละอองใกล้กับนิวเคลียส AGN สามารถตรวจจับได้โดยการปล่อยอินฟาเรด

จากนั้นจะมีเส้นเปล่งแสงแบบกว้างและแคบที่เชื่อมโยงกับ AGN ประเภทต่างๆ ในกรณีก่อนหน้าพวกมันจะถูกผลิตเมื่อใดก็ตามที่วัสดุเย็นอยู่ใกล้กับหลุมดำและเป็นผลมาจากวัสดุเปล่งแสงที่หมุนรอบหลุมดำด้วยความเร็วสูง (ทำให้เกิดการเลื่อนของโฟตอนของ Doppler ของโฟตอนที่ปล่อยออกมา) ในกรณีก่อนวัสดุเย็นที่อยู่ไกลกว่าคือผู้ร้ายส่งผลให้เกิดบรรทัดการปล่อยที่แคบลง

ถัดไปมีการปล่อยคลื่นวิทยุต่อเนื่อง ในขณะที่การปล่อยคลื่นวิทยุนั้นเป็นผลมาจากเจ็ทเสมอการปล่อยรังสีเอกซ์สามารถเกิดขึ้นได้จากเจ็ทหรือโคโรนาร้อนที่ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากระจายอยู่ สุดท้ายมีการปล่อยรังสีเอกซ์ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อการปล่อยรังสีเอกซ์ส่องสว่างวัสดุหนักเย็นที่อยู่ระหว่างมันและนิวเคลียส

สัญญาณเหล่านี้เพียงอย่างเดียวหรือเป็นการรวมกันทำให้นักดาราศาสตร์ทำการตรวจจับจำนวนมากที่ใจกลางกาแลคซีรวมถึงแยกแยะนิวเคลียสแอกทีฟที่แตกต่างกันออกไป

กาแล็กซี่ทางช้างเผือก:

ในกรณีของทางช้างเผือกการสำรวจอย่างต่อเนื่องได้เปิดเผยว่าปริมาณของวัสดุที่เพิ่มขึ้นสู่ Sagitarrius A นั้นสอดคล้องกับนิวเคลียสกาแลกติกที่ไม่ได้ใช้งาน มีการตั้งทฤษฎีว่ามันมีนิวเคลียสที่ใช้งานอยู่ในอดีต แต่หลังจากนั้นได้ถูกเปลี่ยนผ่านสู่ช่วงคลื่นวิทยุที่เงียบสงบ อย่างไรก็ตามมันก็ถูกทฤษฏีว่ามันอาจกลับมาใช้งานได้อีกครั้งในอีกไม่กี่ล้านปีหรือหลายพันล้านปี

เมื่อกาแลคซีแอนโดรเมด้ารวมกับของเราเองในอีกไม่กี่พันล้านปีหลุมดำมวลมหาศาลที่อยู่ตรงกลางจะรวมเข้ากับของเราเองทำให้เกิดมวลที่ยิ่งใหญ่และทรงพลังมากขึ้น เมื่อมาถึงจุดนี้นิวเคลียสของกาแลคซีที่เกิดขึ้น - กาแลคซี Milkdromeda (Andrilky) บางที? - จะมีวัสดุเพียงพอสำหรับการใช้งาน

การค้นพบนิวเคลียสกาแล็กซี่ที่แอคทีฟได้อนุญาตให้นักดาราศาสตร์จัดกลุ่มกาแลคซีหลายชั้นด้วยกัน นอกจากนี้ยังอนุญาตให้นักดาราศาสตร์เข้าใจว่าขนาดของกาแลคซีสามารถมองเห็นได้จากพฤติกรรมที่แกนกลาง และสุดท้ายก็ช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจว่ากาแลคซีแห่งใดที่ผ่านการควบรวมในอดีตและสิ่งที่จะเกิดขึ้นในวันหนึ่งของเรา

เราได้เขียนบทความมากมายเกี่ยวกับกาแลคซีสำหรับนิตยสารอวกาศ นี่คืออะไรเครื่องยนต์ของหลุมดำมวลมหาศาล? ทางช้างเผือกสามารถกลายเป็นหลุมดำได้?, หลุมดำมวลมหาศาลคืออะไร?, การเปิดหลุมดำมวลมหาศาล

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมดูที่ข่าวเผยแพร่ของ Hubblesite เกี่ยวกับกาแลคซี่และหน้าวิทยาศาสตร์ของนาซ่าบนกาแลกซี่

นักดาราศาสตร์ยังมีเรื่องราวเกี่ยวกับนิวเคลียสกาแลคซีและหลุมดำมวลมหาศาล นี่คือตอนที่ 97: กาแลคซี่และตอนที่ 213: หลุมดำมวลมหาศาล

ที่มา: