In de jaren zeventig, astronomen werden zich bewust van een compacte radiobron in het centrum van de Melkweg - die ze Sagittarius A noemden. Na vele decennia van observatie en toenemend bewijs, er werd getheoretiseerd dat de bron van deze radio-emissies in feite een superzwaar zwart gat (SMBH) was. Sinds die tijd, astronomen zijn gaan theoretiseren dat SMBH's zich in het hart van elk groot sterrenstelsel in het heelal bevinden.

Meestal, deze zwarte gaten zijn stil en onzichtbaar, waardoor het onmogelijk is om direct te observeren. Maar in de tijd dat er materiaal in hun enorme muil valt, ze gloeien van straling, meer licht uitstralen dan de rest van de melkweg bij elkaar. Deze heldere centra zijn wat bekend staat als actieve galactische kernen, en zijn het sterkste bewijs voor het bestaan ​​van SMBH's.

Beschrijving:

Opgemerkt moet worden dat de enorme uitbarstingen in helderheid die worden waargenomen door actieve galactische kernen (AGN's) niet afkomstig zijn van de superzware zwarte gaten zelf. Al enige tijd, wetenschappers hebben begrepen dat niets, niet eens licht, kan ontsnappen aan de Event Horizon van een zwart gat.

In plaats daarvan, de enorme uitbarsting van straling – inclusief emissies in de radio, magnetron, infrarood, optisch, ultraviolet (UV), Röntgen- en gammastraling-golfbanden - zijn afkomstig van koude materie (gas en stof) die de zwarte gaten omringen. Deze vormen accretieschijven die rond de superzware zwarte gaten draaien, en geleidelijk aan is het belangrijk om ze te voeden.

De ongelooflijke zwaartekracht in dit gebied comprimeert het materiaal van de schijf tot het miljoenen graden kelvin bereikt. Dit genereert heldere straling, het produceren van elektromagnetische energie die piekt in de optische-UV-golfband. Ook boven de accretieschijf vormt zich een corona van heet materiaal, en kan fotonen verstrooien tot röntgenenergieën.

Een groot deel van de straling van de AGN kan worden verduisterd door interstellair gas en stof in de buurt van de accretieschijf, maar dit zal waarschijnlijk opnieuw worden uitgestraald op de infrarode golfband. Als zodanig, het grootste deel (zo niet alle) van het elektromagnetische spectrum wordt geproduceerd door de interactie van koude materie met SMBH's.

De interactie tussen het roterende magnetische veld van het superzware zwarte gat en de accretieschijf creëert ook krachtige magnetische stralen die materiaal boven en onder het zwarte gat afvuren met relativistische snelheden (d.w.z. een aanzienlijk deel van de lichtsnelheid). Deze jets kunnen zich over honderdduizenden lichtjaren uitstrekken, en zijn een tweede potentiële bron van waargenomen straling.

Soorten AGN:

Typisch, wetenschappers verdelen AGN in twee categorieën, die worden aangeduid als "radiostille" en "radio-luide" kernen. De categorie radioluid komt overeen met AGN's die radio-emissies hebben die worden geproduceerd door zowel de accretieschijf als de jets. Radiostille AGN's zijn eenvoudiger, in die zin dat elke jet of jet-gerelateerde emissie verwaarloosbaar is.

Carl Seyfert ontdekte de eerste klasse van AGN in 1943, daarom dragen ze nu zijn naam. "Seyfert-sterrenstelsels" zijn een soort radiostille AGN die bekend staan ​​om hun emissielijnen, en zijn op basis daarvan onderverdeeld in twee categorieën. Type 1 Seyfert-sterrenstelsels hebben zowel smalle als verbrede optische emissielijnen, die het bestaan ​​van wolken van gas met hoge dichtheid impliceren, evenals gassnelheden tussen 1000 - 5000 km/s nabij de kern.

Type 2 Seyferts, in tegenstelling tot, hebben alleen smalle emissielijnen. Deze smalle lijnen worden veroorzaakt door gaswolken met een lage dichtheid die zich op grotere afstand van de kern bevinden, en gassnelheden van ongeveer 500 tot 1000 km/s. Evenals Seyferts, andere subklassen van radiostille sterrenstelsels omvatten radiostille quasars en LINER's.

Melkwegstelsels in de Nuclear Emission-line Region (LINER's) met lage ionisatie lijken sterk op Seyfert 2-sterrenstelsels, behalve hun lage ionisatielijnen (zoals de naam al doet vermoeden), die vrij sterk zijn. Ze zijn de AGN met de laagste helderheid die er bestaat, en men vraagt ​​zich vaak af of ze in feite worden aangedreven door accretie op een superzwaar zwart gat.

Radio-luide sterrenstelsels kunnen ook worden onderverdeeld in categorieën zoals radiosterrenstelsels, quasars, en blaren. Zoals de naam al doet vermoeden, radiosterrenstelsels zijn elliptische sterrenstelsels die sterke radiogolven uitzenden. Quasars zijn het meest lichtgevende type AGN, die spectra hebben die vergelijkbaar zijn met Seyferts.

Echter, ze verschillen doordat hun stellaire absorptiekenmerken zwak of afwezig zijn (wat betekent dat ze waarschijnlijk minder dicht zijn in termen van gas) en de smalle emissielijnen zwakker zijn dan de brede lijnen die te zien zijn in Seyferts. Blazars zijn een zeer variabele klasse van AGN die radiobronnen zijn, maar geven geen emissielijnen weer in hun spectra.

Detectie:

historisch gezien, een aantal kenmerken zijn waargenomen in de centra van sterrenstelsels waardoor ze als AGN's konden worden geïdentificeerd. Bijvoorbeeld, wanneer de accretieschijf direct zichtbaar is, nucleair-optische emissies te zien zijn. Wanneer de accretieschijf dicht bij de kern wordt verduisterd door gas en stof, een AGN kan worden gedetecteerd door zijn infraroodemissies.

Dan zijn er de brede en smalle optische emissielijnen die worden geassocieerd met verschillende soorten AGN. In het eerste geval, ze worden geproduceerd wanneer koud materiaal zich in de buurt van het zwarte gat bevindt, en zijn het resultaat van het emitterende materiaal dat met hoge snelheden rond het zwarte gat draait (waardoor een reeks Doppler-verschuivingen van de uitgezonden fotonen ontstaat). In het eerste geval, verder weg koud materiaal is de boosdoener, wat resulteert in smallere emissielijnen.

Volgende, er zijn radiocontinuüm- en röntgencontinuüm-emissies. Terwijl radio-emissies altijd het resultaat zijn van de jet, röntgenstraling kan afkomstig zijn van de straal of de hete corona, waar elektromagnetische straling wordt verstrooid. Laatste, er zijn röntgenlijnen, die optreden wanneer röntgenstraling het koude zware materiaal verlicht dat zich tussen het en de kern bevindt.

Deze tekens, alleen of in combinatie, hebben astronomen ertoe gebracht talloze detecties te doen in het centrum van sterrenstelsels, evenals om de verschillende soorten actieve kernen die er zijn te onderscheiden.

Het Melkwegstelsel:

In het geval van de Melkweg, voortdurende observatie heeft aangetoond dat de hoeveelheid materiaal die op Boogschutter A is aangegroeid, consistent is met een inactieve galactische kern. Er is een theorie dat het in het verleden een actieve kern had, maar is sindsdien overgegaan in een radiostille fase. Echter, er is ook een theorie dat het over een paar miljoen (of miljard) jaar weer actief zou kunnen worden.

Als het Andromedastelsel over een paar miljard jaar met het onze versmelt, het superzware zwarte gat dat zich in het centrum bevindt, zal samensmelten met het onze, het produceren van een veel massiever en krachtiger exemplaar. Op dit punt, de kern van de resulterende melkweg - de Milkdromeda (Andrilky) Galaxy, misschien? – zal zeker genoeg materiaal hebben om actief te zijn.

De ontdekking van actieve galactische kernen heeft astronomen in staat gesteld om verschillende klassen van sterrenstelsels te groeperen. Het stelt astronomen ook in staat te begrijpen hoe de grootte van een sterrenstelsel kan worden onderscheiden door het gedrag in de kern. En als laatste, het heeft astronomen ook geholpen te begrijpen welke sterrenstelsels in het verleden zijn samengesmolten, en wat er op een dag voor ons zou kunnen komen.