Во всех галактиках, кроме самых небольших, выделяется яркая центральная
часть, называемая ядром. В нормальных галактиках, таких, как наша, большая
яркость ядра объясняется высокой концентрацией звёзд. Но всё же суммарное
количество звёзд ядра составляет лишь несколько процентов от их общего
числа в галактике.
Встречаются галактики, у которых ядра особенно яркие. Причём в этих
ядрах помимо звёзд наблюдается яркий звездоподобный источник в центре и
светящийся газ, движущийся с огромными скоростями — тысячи километров в
секунду. Галактики с активными ядрами были открыты американским астрономом
Карлом Сейфертом в 1943 г. и впоследствии получили название сейфертовских
галактик. Сейчас известны тысячи подобных объектов.
Сейфертовские галактики (или просто сейферты)
относятся к гигантским спиральным звёздным системам. Среди них повышена
доля пересечённых спиралей, т. е. галактик с баром (SВ по классификации
Хаббла). Сейферты чаще, чем обычные галактики, образуют пары или группы,
но избегают крупных скоплений. Сейферты составляют примерно 1% от общего
числа спиральных систем, и их пространственная концентрация такова, что
одна галактика приходится примерно на 10 тыс. кубических мегапарсек.
Сейферт обнаружил 12 галактик с активными ядрами, но в течение 15 лет
их практически не изучали. В 1958 г. советский астрофизик Виктор Амазаспович
Амбарцумян привлек внимание астрономов к исследованию активных ядер. В
настоящее время изучение ядер галактик является одним из наиболее актуальных
направлений астрономии.
Формы проявления активности ядер неодинаковы в различных галактиках.
Это может быть очень большая мощность излучения в оптической, рентгеновской
или инфракрасной области спектра, причём заметно меняющаяся за несколько
лет, месяцев или даже дней. В некоторых случаях наблюдается очень быстрое
движение газа в ядре — со скоростями тысячи километров в секунду. Иногда
газ образует длинные прямолинейные выбросы. В некоторых галактиках ядра
являются источниками высокоэнергичных элементарных частиц (электронов и
протонов). Эти потоки частиц нередко навсегда покидают галактику в виде
радиовыбросов, или радиоджетов.
Активные ядра любого типа характеризуются очень большой светимостью
во всём диапазоне электромагнитного спектра (по сравнению с ядрами но галактик).
Мощность излучения сейфертовских галактик иногда достигает 1035
Вт, что ненамного уступает светимости всей нашей Галактики. Но эта огромная
энергия выделяется в области диаметром около 1 пк — меньше, чем расстояние
от Солнца до ближайшей звезды! Мощность излучения света (оптическая светимость)
значительно ниже, хотя и достигает 1034 Вт. Основная часть энергии
излучается обычно в инфракрасном диапазоне.
Что же служит источником энергии для столь бурной активности? Что за
«реактор», занимающий менее 1 пк, вырабатывает столько энергии? Окончательного
ответа пока не знает никто, но в результате длительной работы теоретиков
и наблюдателей разработано несколько наиболее вероятных моделей.
Первой была выдвинута гипотеза, что в центре галактики находится плотное
массивное скопление молодых звёзд. В таком скоплении часто должны происходить
взрывы сверхновых. Эти взрывы могут объяснить и наблюдаемые выбросы вещества
из ядер, и переменность излучения.
Вторая модель была предложена в конце 60-х гг. отчасти по аналогии
с тогда только открытыми пульсарами. Согласно этой версии, источником активности
ядра служит сверхмассивный звездоподобный объект (газовый шар) с мощным
магнитным полем — так называемый магнитоид.
Третья модель связана с таким загадочным объектом, как чёрная дыра.
Предполагается наличие чёрной дыры массой в десятки или сотни миллионов
масс Солнца в центре галактики. В результате аккреции (падения) вещества
на чёрную дыру выделяется огромное количество энергии. При падении в гравитационном
поле чёрной дыры веществе разгоняется до скоростей, близких скорости света.
Затем при столкновении газовых масс вблизи чёрной дыры энергия движения
преобразуется в излучение электромагнитных волн.
Спектральные наблюдения на Хаббловском космическом телескопе и крупных
наземных телескопах по наличие больших масс несветящегося вещества в ядрах
целого ряда галактик. Это хорошо согласуется с предположением, что причиной
активности ядер являются массивные чёрные дыры. Чёрные
дыры массой более миллиона масс Солнца могут
иметься у значительной части галактик. Есть наблюдательные свидетельства
существования чёрных дыр в ядрах нашей Галактики
и Туманности Андромеды. Но поскольку их масса сравнительно
невелика, активность ядер слабая.
для понимания природы активных ядер важно учитывать и эффекты, связанные
со взаимодействием галактик. Когда две галактики проходят вблизи друг друга,
их структура может претерпеть значительные изменения. В частности, если
в самый центр галактики попадёт большое количество газа, он стимулирует
активность ядра. Поэтому среди сильно взаимодействующих галактик особенно
часто встречаются галактики с активными ядрами.
Энциклопедия для детей «Астрономия»,
1997 г. Аванта+
