 |
Астронет: А. В. Моисеев, В. В. Мусцевой, С. С. Храпов/Коуровка Регулярные структуры в конусах ионизации в окрестности активных ядер галактик http://variable-stars.ru/db/msg/1176566/node2.html |
<< Титульный лист | Оглавление | 2. Равновесная модель >>
1. Введение
В нашей лекции на школе 1999 г. [1] мы обсуждали возможные причины
формирования конусов ионизованного вещества с углами раствора
, наблюдаемых в ряде сейфертовских галактик
(например, Mk 573, NGC 1068, 3516, 5252 и т. д. - см. [2]-[5],
там же ссылки на другие оригинальные работы) в линиях [OIII]
Å
и 
. Отмечается хорошая корреляция
конусов ионизованного вещества и радиоджетов - их оси симметрии
совпадают в пределах погрешности
[2],[5].
Взаимная ориентация конусов и диска галактики бывает различной, но
в [2] указывается, что как правило, для галактик поздних
морфологических типов ось симметрии конусов практически
перпендикулярна плоскости диска, тогда как для ранних типов
наклонена к диску под малым углом.
Поля скоростей ионизованного газа позволяют заключить, что он
участвует в достаточно сложных некруговых движениях со скоростями
до 600 км/с. В ряде случаев на изображениях обсуждаемых галактик в
эмиссионных линиях прослеживается 
-образный узор, различные
участки которого имеют голубые и красные смещения. Кроме того
на больших удалениях от ядра галактики, как например в NGC 5252, в
области конусов присутствуют яркие волокнистые образования
(strands [5]), показывающие на полях скоростей только голубые
смещения в одном конусе и только красные - в диаметрально
противоположном.
Принято считать, что конусы ионизованного газа обусловлены коллимацией излучения тором вещества, аккрецирующего на сверхмассивную черную дыру в ядре галактики, однако такой сценарий их образования не объясняет наблюдаемых полей скоростей. В работе [5] утверждается, что ионизованное вещество движется от центра галактики, т. е. представляет собой слабоколлимированный струйный выброс (outflow). В работе [6] наблюдаемые структуры также объясняются взаимодействием истекающего газа с облаками газа в околоядерной области.
Нет единой точки зрения и на причины формирования наблюдаемых в конусах регулярных структур. Ряд исследователей (см., например, [7]-[9]) считает, что они являются винтовой ударной волной, обусловленной наличием тонкой прецессирующей струи с высокой степенью коллимации, конус прецессии которой совпадает с поверхностью конуса ионизованного водорода. Однако предположение о том, что такая ситуация реализуется для всех обсуждаемых объектов представляется, по меньшей мере достаточно смелым. Кроме того, в [10] наблюдаемая в NGC 5252 кинематическая структура объясняется наличием трех дисков ионизованного газа, вращающихся в различно наклоненных плоскостях. Помимо указанных сценариев существует возможность того, что возбуждение спиральной винтовой ударной волны есть результат неустойчивости, развивающейся на сдвиге скорости между веществом коллимированного радиоджета и ионизованным газом [5].
Мы проводим серию работ, где показываем, что естественным образом, без привлечения дополнительных предположений наблюдаемые структуры и поля скоростей могут быть объяснены в рамках следующего сценария, отвечающего унифицированной схеме активности галактических ядер:
- высококоллимированный скоростной биполярный струйный выброс
(радиоджет) пробивает тор оптически непрозрачного вещества, аккрецирующего
на сверхмассивный центральный объект (черную дыру), в двух диаметрально
противоположных направлениях, параллельных собственному моменту вещества тора;
- через образовавшийся узкий канал вещество выброса, обжимаемое
давлением окружающей среды, интенсивно разогревается излучением из внутренних
областей указанной системы и с высокой скоростью расширяется в направлении
первоначального выброса;
- на слое сдвига скорости, образованном границами струи, испытывают
резонансное сверхотражение внутренние гравитационные волны, распространяющиеся
под углом к оси струи;
- резонируя между границами струи, гармоники внутренних
гравитационных волн распространяются в ней как в волноводе; при
этом их энергия нарастает во времени из-за усиления
сверхотражением (резонансно-волноводная неустойчивость);
- развитие неустойчивости приводит к образованию вокруг струи
системы нелинейных волн, разогревающих окружающую среду; существенно, что
волновое сопротивление окружающей среды значительно выше, чем у вещества
струи, поэтому указанный разогрев происходит в конусе ограниченного угла
раствора (зависящего от конкретных параметров системы) вокруг струи;
- учет возможности нелинейной суперпозиции различных мод и эффектов проекции качественно позволяет получить наблюдаемую в реальных объектах морфологию и поля скоростей.
Насколько известно авторам, возможность развития таких мод ранее не исследовалась, в отличие от неустойчивых акустических мод джетов из молодых звездных объектов (см., например, [11]-[15]). Мы показываем принципиальную возможность раскачки как винтовых, так и пинчевых волноводно-резонансных внутренних гравитационных мод в конических струях и обсуждаем результаты численного нелинейного моделирования этого процесса.
<< Титульный лист | Оглавление | 2. Равновесная модель >>