活動星系,又稱激擾星系,是指具有強烈活動現象或劇烈物理過程的星系。此類星系包括塞弗特星系、類星體、射電星系、蝎虎天體、星爆星系等多種類型。活動星系大多位于極遙遠的距離,其光需要數百萬年至數十億年才能抵達地球,這暗示了它們可能是宇宙中的年輕天體。研究表明,幾乎所有星系都曾經歷過這樣的活動階段。
特征
活動星系的主要特點是星系中心區域存在一個極小而極亮的核,稱為活動星系核。這些星系表現出強的非熱連續譜和寬的發射線。有些活動星系具有快速光變,時標可達數小時至幾年,而另一些則顯示出明顯的爆發現象,如噴流。活動星系的特點多數與活動星系核相關聯。例如,類星體、蝎虎座BL型天體等,其輻射的絕大部分來自星系核,而其他部分的輻射幾乎無法觀測到。活動星系的數量約占正常星系總數的1%,其壽命約為一億年。人類對活動星系的本質了解有限,活動星系的研究已成為星系天文學乃至整個天體物理學中最活躍的領域之一。
分類
塞弗特星系
塞弗特星系是最早被發現的活動星系,以發現者卡爾·塞弗特的名字命名。這是一種具有非常明亮星系核的螺旋或棒旋星系,具有強的高電離發射線,譜線寬且變化顯著,同時也具備強大的X射線輻射。雖然并非所有的塞弗特星系都會放射無線電,但它們卻是紅外輻射的強發射源。根據發射線的寬度和形狀,塞弗特星系可分為Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型塞弗特星系具有寬的發射線,其發射線譜表明,它們是由圍繞中心高速旋轉的氫氣云產生的;Ⅱ型只具有窄的發射線,其光譜中盡管具有氫線,但似乎并沒有這種快速運動的氣體云。進一步還可以劃分成1.5、1.8、1.9等類型。
類星體
類星體是一種與塞弗特星系極為相似的天體,其核心活動更加劇烈。它們在天空中看似發光的點,但實際上并非恒星。類星體的大都位于極遙遠的地方,是已知最遙遠的天體之一。它們可以是“射電噪的”(在這種情況下被稱為“類星射電源”)或是“射電靜的”(傳統QSO)。類星體的亮度可以達到普通星系的1000倍。
射電星系
射電星系是以在電磁波譜無線電波段的輻射強度著稱的星系。與點輻射源不同,射電星系的輻射從兩側的巨大輻射瓣發出。大部分射電星系擁有兩個輻射源,稱為雙源型射電星系。通常為橢圓星系。根據發射線的寬度,射電星系可分為寬線射電星系(BLRG)和窄線射電星系(NLRG)。
蝎虎座BL型天體
蝎虎座BL型天體的星系核非常亮,短時間內曝光類似于恒星。其光度變化快,射電輻射具有很強的偏振,光譜中既沒有吸收線也沒有發射線,因此其紅移只能從宿主星系的光譜推斷出來。
光學劇變類星體
光學劇變類星體(OVV)的光度變化快,常常是強射電源。與蝎虎座BL型天體合稱耀變體(Blazar)。耀變體與類星體在許多方面都非常接近,只是它們不具有譜線。
低電離核發射線區
低電離核發射線區(LINER)的核光度相對較低,具有低電離的核發射線區,有時被視為低光度的2型塞弗特星系。
窄線X射線星系
窄線X射線星系(NLXG)具有高電離發射線,類似于塞弗特星系,但光度較低。它們被認為是光譜受到星系內塵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區,其紅外光度高于可見光光度,大部分為旋渦星系。它們屬于活動星系,但與活動星系核的關系尚不確定。
其他
除上述類型外,還有N星系、茲威基星系、高偏振類星體(HPQ)、低光度活躍星系核(MAGN)、熱星體(Warmer)等。根據射電波段的輻射,活動星系核還可分為射電寧靜活動星系核與射電噪活動星系核兩大類。其中,射電寧靜活動星系核包括低電離核發射線區、塞弗特星系以及部分類星體,而射電噪活動星系核包括射電噪類星體、耀變體(包括蝎虎座BL型天體和光學劇變類星體)、射電星系等。
模型
活動星系核的統一模型嘗試將兩種或兩種以上類型的活動星系核用一個模型進行描述,不同類型的活動星系核只是由于觀測視角的不同。電波弱(radio-quiet)活動星系核與電波強(radio-loud)活動星系核分別具有各自的統一模型:電波弱統一模型和電波強統一模型。電波弱統一模型認為西佛Ⅰ型星系是直接觀察到的光度較低的活動星系核本身,西佛Ⅱ型星系則是由于視線方向上受到了環繞在吸積盤周圍的遮蔽環的阻擋。如果活動星系核的光度較高,直接觀測到的就不是西佛I型星系而是類星體。電波強統一模型主要關注于高光度的電波強類星體,它們能夠與窄發射線電波星系用類似電波弱統一模型的方式統一在一起,即電波星系被遮蔽環擋住了視線,而類星體沒有。如果視線方向與噴流夾角非常小,則會觀察到蝎虎BL型類星體(耀變體)。
發現歷史
活動星系和類星體的巨大能量之謎曾經困擾了天文學家幾十年之久,現在普遍認為,它們的能量來源于星系中央的高速自轉的超大質量黑洞。上世紀20年代以后,天文學家終于認識到在銀河系之外廣漠的宇宙空間散布著無數個大小不一、形態各異的星系。不過直到20世紀中期,天文學家還認為星系是相當平靜的,只有難得一見的超新星以與整個星系相當的光度爆發出來,才會偶爾沖破宇宙深處沉沉的寂靜。隨著射電天文學的發展,天文學家發現了我們銀心的射電源和許多星系的強射電源。值得注意的是,這些河外射電源在射電波段發射的能量比銀心大得多,從此揭開了認識星系活動的序幕。此后,空間天文學的開展,更在紅外和X等波段上探測到星系的活動,特別是與某些類型的星系的核有關的活動。這樣,天文學家認識到星系的活動是相當普遍的現象。然而,絕大多數(約占98%)的星系活動水平很低,例如我們的銀河系,我們稱之為正常星系。僅有2%的星系活動激烈,歸為活動星系。
參考資料 >
活動星系具有強烈的活動現象,屬性較為特殊,具有重要的研究意義.指尖上識科學.2024-11-05
星系大家族:活躍星系的與眾不同.搜狐網.2024-11-05
太空飛行軌道宇宙的活動星系在線免費閱讀.番茄小說.2024-11-05