Астронет: Б. В. Комберг, "Физика Космоса", 1986 Сейфертовские галактики http://variable-stars.ru/db/msg/1202017 |
Сейфертовские галактики
- класс галактик с яркими звездообразными ядрами и сильными широкими линиями излучения в их спектрах (К. Сейферт, 1943 г., США). К классическим представителям С.г. относят следующие 8 галактик.
Галактика | Морфологич. тип | Видимая звезд. величина галактики |
Абс. звезд. величина галактики |
Абс. звезд. величина ядра |
Масса галактики, |
NGC 1068 | Sb | 8,9 | -21,3 | -18,3 | |
NGC 1275 | Пекулярная | 12,3 | -21,4 | -18,7 | 1011 |
NGC 3227 | Sb | 10,9 | -19,1 | - | |
NGC 3516 | E/Sb | 12,1 | -20,1 | -19,0 | 1011 |
NGC 4051 | Sbc | 10,2 | -19,0 | -15,5 | |
NGC 4151 | Sab | 10,5 | -19,5 | -18,5 | 1011 |
NGC 5548 | Sa(?) | 12,9 | -20,5 | - | 1011 |
NGC 7469 | Sa | 12,0 | -21,5 | -18,9 | 1011 |
К 1983 г. обнаружено ок. 200 галактик, ядра к-рых обладают "сейфертовскими" признаками. Большинство из них открыто советскими астрономами при анализе спектров галактик с избытком излучения в УФ-области (т.н. галактик Маркаряна, см. Галактики). Выяснилось, что ок. 10% галактик с повышенной интенсивностью излучения в УФ-диапазоне (с "УФ-избытком") могут быть отнесены к типу сейфертовских и доля их растет при переходе к галактикам со все большей светимостью.
С.г. - это, как правило, спиральные галактики типов Sa и Sb, среди к-рых велика доля ( 70%) пересеченных спиралей (Sb). Они часто входят в состав пар и грыпп галактик, но избегают областей, занятых богатыми скоплениями. (Эти особенности присущи всем галактикам с УФ-избытком.) По отношению к норм. спиральным галактикам С.г. составляют 1%, т.е. можно было бы считать, что продолжительность активной фазы ядра, переводящей галактику в разряд сейфертовских, составляет лет. Однако выяснилось, что С.г. - это не совсем обычные спирали, а спиральные галактики с повышенным ростом светимости к центру. Уменьшение числа типов галактик, среди к-рых встречаются сейфертовские ядра, говорит, возможно, о том, что время активности ядер С.г. составляет в действительности ~ 109 лет.
Рис. 1. Зависимость "абсолютная звездная величина (MV)
- логарифм пространственной концентрации (N)" для галактик, сейфертовских галактик (С.г.) и квазаров. |
Ядра С.г. - одни из самых мощных (1039-1045 эрг/с) источников нетеплового излучения с непрерывным спектром в диапазане от 1012 до 1022 Гц. Ответственным за нетепловое излучение ядра явл. очень компактное ( 0,1 пк), скорее всего единое, тело, о чем свидетельствует характер переменности: наряду с медленной (годы) низкоамплитудной (в оптич. диапазоне ) составляющей имеется быстрая (месяцы и недели) высокоамлитудная () составляющая. Поперечник D источника переменного излучения можно оценить по самому короткому для него периоду переменности . Интересно, что переменность излучения в разныхз диапазонах сдвинута по времени. Так, радиовспышкимогут отставать от оптич. вспышек на годы, а интенсивность линий излучения меняется с запаздыванием в месяцы по отношению к непрерывному оптич. излучению. Вид непрерывного спектра С.г. NGC 4151 показан на рис. 2. Он в общих чертах похож на спектр квазаров, только энергии в случае С.г. выделяется в сотни раз меньше. Это позволяет считать, что в ядрах С.г. находится "мини-квазар".
Рис. 2. Спектр сейфертовской галактики NGC 4151 (I типа) в радио-, оптическом и рентгеновском диапазонах. Стрелками показан верхний предел плотности потока излучения f [эрг/(с см2 Гц)] на данной частоте. |
Спектроскопич. анализ показал, что широкие крылья разрешенных линий формируются в одной зоне, а более узкие их центральные пики и запрещенные линии - в другой. Параметры газовой среды в этих двух зонах сильно различаются.
Характеристики зон | 1-я зона | 2-я зона |
Электронная плотность | 109 см-3 | 105-106 см-3 |
Характерный размер | <1 пк | ~ 100 пк |
Масса газа | ||
Дисперсия скоростей облаков газа | 104 км/с | 1000 км/с |
Мощность излучения от центральных областей С.г. в разрешенных линиях эрг/с. Формируется это излучение, по-видимому, в многочисленных ( ~1010) небольших (~ 1014 см) и плотных (~ 109 см-3) облаках, перехватывающих и переизлучающих до 10% УФ-излучения ядра. В мощном поле излучения ядра эти облака могут ускорятся и приобретать значит. скорости, что, по-видимому, и обусловливает заметное доплеровское уширение линий в спектрах С.г. К сожалению, пока мало что известно о пространственной картине движения газа вблизи ядер С.г. Не исключено, что движение облаков носит заметно анизотропный характер - от ядра они движутся в пределах двух противоположно направленных конусов с общей вершиной в области ядра. Во всяком случае, гипотеза о круговых движениях излучающих облаков в околоядерных дисках оказалась несостоятельной. Кинетич. энергия облаков газа в С.г. II типа заметно выше, чемв С.г. I типа, и может достигать внушительной величины, ~ 1056 эрг. Однако это все же в десятки тысяч раз меньше, чем суммарная энергия, заключенная, к примеру, в кинетич. энергии газа и в космич. лучах в радиогалактиках и квазарах.
Ядра С.г. явл. мощными излучателями не только в оптич., но также в радио-, рентгеновском и даже -диапазонах. В радиодиапазоне они могут излучать от 1038 до 1041 эрг/с (область радиоизлучения имеет размеры в сотни пк). Структура радиоизлучающей области наличием двух центров повышенной интенсивности излучения напоминает структуру радиогалактик. Однако радиоизлучение С.г. в тысячи раз слабее, чем излучение радиогалактик, а радиокомпоненты в С.г. не выходят за пределы диска С.г. Интересно, что приблизительная пропорциональность между мощностью центрального радиоисточника и кубом полной оптич. светимости объекта прослеживается, начиная от С.г. до радиогалактик и затем квазаров.
В рентг. диапазоне (в интервале энергий фотонов 2-10 кэВ) рентг. светимость Lp достигает 1042-1045 эрг/с. Обнаружена прибл. квадратичная зависимость между Lp и ширинами разрешенных оптич. линий. Именно поэтому С.г. I типа мощнее в рентг. диапазоне С.г. II типа. Пока не совсем ясно, из какой области С.г. идет это излучение. Если рентг. излучение носит синхротронный характер (аналогично оптич. и радиоизлучению), то оно идет из более глубоких областей С.г., чем оптич. излучение. Но не исключено, что рентг. излучение может возникать при рассеянии ИК-фотонов на релятивистских электронах, ответственных за синхротронное радиоизлучение (см. Комптоновское рассеяние). Тогда рентг. излучение будет идти из той же области (размером ~100 пк), где возникает радиоизлучение, и иметь примерно одинаковый с ним наклон спектра.
Пока нет общепринятой точки зрения относительно возможной природы активности ядер галактик разных типов, в т.ч. и сейфертовских (см. Ядра галактик). Обнаружение в последние годы очень своеобразного двойного звездного объекта SS 433 позволило предположить, что аналогичный объект, но большего масштаба, может существовать в галактич. ядрах и обусловливать их активность. Нет пока ясного ответа и на вопрос о том, какого типа объекты явл. предшественниками С.г. Не исключено, что ими могут быть нек-рые из слабоизлучающих в радиодиапазоне квазаров. Данные последних лет показывают, что большая часть из них связана с ядрами не эллиптич. систем (как это имеет место в случае квазаров с высокой интенсивностью радиоизлучения), а плоских систем, напоминающих по своим параметрам гигантские спиральные галактики. Вполне возможно, что квазароподобные ядра в этих системах за ~108 лет могут проэволюционировать в ядра С.г.
Отметим в заключение, что ядро Галактики также проявляет признаки активности и не исключено, что его по осн. параметрам можно отнести к ядрам слабых С.г.
Лит.:
Воронцов-Вельяминов Б.А., Внегалактическая астрономия, М., 1972; Происходжение и
эволюция звезд и галактик, М., 1976; Тейлер Р.Дж., Галактики. Строение и эволюция,
пер. с
англ., М., 1981; На переднем крае астрофизики, пер. с англ., М., 1979.
(Б.В. Комберг)