天体物理学南京大学课件chapter09.pptVIP

第九章活动星系;§9.1星系的活动性;活动星系的特征

(1)高光度;最明亮的河外射电源;(2)非热连续辐射;光学;(3)快速光变;(4)特殊形态;(5)强发射线和极化辐射;2.同步加速辐射;3.活动星系;§9.2活动星系与活动星系核;(1)特征

大局部活动星系是射电星系。

射电光度〔~1042-1045ergs-1〕远大于正常星系〔~1037-1039ergs-1〕。

射电辐射一般具有非热性质。

大多数是椭圆星系。它们往往是星系团中光度最高、质量最大的星系。;在形态上分为致密型和延展型两类

致密型射电星系的射电像与光学像一致或稍小，也称为核-晕型射电星系。射电辐射来自核心。

延展型射电星系的射电像大于光学像，常表现为双瓣结构〔长达1Mpc〕。射电辐射来自双瓣。;(2)典型源

M87：室女星系团中心的巨椭圆星系。第一个观测到喷流的星系。喷流的长度约2kpc，有团块结构，在射电到X射线波段产生同步加速辐射。;CentaurusA〔NGC5128〕：具有射电喷流的超巨椭圆星系〔E2〕。可能源于5×108年前的星系合并。;CygnusA：典型的双瓣结构〔相距约300kpc〕，与星系合并有关。;NGC1265：头尾型射电星系。;(3)理论模型;;射电星系本身的运动造成双瓣射电星系不同的形态;致密型和延展型射电星系在本质上是一致的。它们不同的形态可能是由观测着视线方向的不同造成的。;2.赛弗特〔Seyfert〕星系;具有极亮的星系核，有很强的红外和射电非热辐射〔~1043-1045ergs-1〕。;;一些赛弗特星系有很强且宽的H和重元素的发射线。

由发射线的宽度得到电离气体的运动速度达104kms-1.;根据发射线宽度的不同，赛弗特星系可以分为I型和Ⅱ型两类。前者同时具有很宽的H线和相对较窄的电离金属线，后者仅有窄线。相应的Doppler运动速度分别为~104kms-1〔宽线区〕和≤103kms-1〔窄线区〕。不同类型赛弗特星系的差异可能是由于观测者位置的不同引起。;光变时标为几个月→致密核;赛弗特星系的活动性可能与星系间的相互作用有关。;3.蝎虎〔BLLac〕天体;非热连续谱，发射线极弱或完全观测不到。

在γ射线辐射主要能量，同时有强烈的射电、红外辐射。

通常是椭圆星系。;在几天到几个月的时标内有快速而猛烈的光变

→致密核;4.类星体〔Quasars〕;光谱中有强而宽的未知发射线。

1963年MaartenSchmidt证认出它们实际上是红移了的H和其他元素的发射线。;通常认为这种红移是由宇宙膨胀的多普勒效应引起。

类星体3C273的红移说明它的退行速度到达4.4×104kms-1→距离~660Mpc。

目前观测到的类星体最大红移到达6。

因此类星体是人们观测到的最遥远、最年老、也是辐射功率最大的河外天体。;Z=4.90;大局部连续辐射位于红外波段。;光变时标为几天-几周，最短至几小时。;有些类星体有喷流，射电源通常有双瓣结构。;类星体实际上是活动星系核。与类星体相比，它们的宿主星系十分黯淡。

Hubble空间望远镜发现类星体位于星系团中，并观测到了类星体周围的雾状结构，它们来自宿主星系中的恒星辐射。;活动星系主要特征的比较;§9.3引力透镜和视超光速运动;类星体0957+561;当引力场源、目标源与观测者位于同一直线上时，引力透镜表现为爱因斯坦环。;类星体PG1115+080及其引力透镜引起的环形像;星系团中由引力透镜引起的弧形图案;Einstein十字：引力透镜引起的四重像;通过研究星系团对背景类星体或星系产生的引力透镜，可以得到星系团内的〔暗〕物质分布和宇宙大尺度结构的信息。;2.视超光速运动(superluminalmotion)

天体的抛射物似乎以超光速运动的现象;视超光速现象并不说明天体的运动速度是超光速的，而是由观测几何效应引起，即天体抛射物的运动方向接近于观测者的视线方向，且运动速度接近于光速。;§9.4活动星系核的理论模型;活动星系的能源

;喷流;理论模型

星系的活动性源于星系的核心区域〔活动星系核〕超大质量〔106-1010M⊙〕的黑洞，黑洞的物质吸积提供了活动星系的能源。;为什么是超大质量黑洞？

Eddington光度：稳定吸积天体的最大光度

LEdd=1.3×1038(M/M⊙)ergs-1

由Lobs≤LEdd,吸积天体的质量

M≥107(Lobs/1045ergs-1)M⊙;深入星系核;吸积气体主要来自星系中的星际物质，或在黑洞附近被潮汐力瓦解的恒星。

吸积气体在黑洞周围形成吸积盘〔大小约几