Aktiiviset galaksit:
Aktiivisilla galakseilla tarkoitetaan galakseja joilla on aktiivinen ydin AGN (Active Galactic Nucleus). Galaksit luokitellaan yleensä niiden visuaalisen ulkonäön perusteella elliptisiin-, spiraali-, sauvaspiraali- ja epäsäännöllisiin galakseihin. Niitä on myös luokiteltu tarkemmin niiden spektrien ominaisuuksien mukaan. Aktiivisia galakseilla on useita alaluokkia. Kahden ääripään, normaalien galaksien ja radioäänekkäiden kvasaarien, väliin jäävät alaluokat ovat LINER kohteet, Seyfert I ja II -galaksit, BL- Lac -kohteet, OVV-kvasaarit, kapeaviivaiset radiogalaksit, leveäviivaiset radiogalaksit ja radiohiljaiset kvasaarit. Näistä siis LINER -kohteet edustavat alhaisinta galaksinytimien aktiivisuuden muotoa ja radioäänekkäät kvasaarit suurinta.
Jo vuosisadan alussa oli tiedossa että joidenkien galaksien ytimillä oli normaalien absorbtiospektrien sijaan emissiospektrit. Eli niiden ytimet olivat jollakin tavalla erinlaisia verrattuna normaalien galaksien ytimiin. Kun Carl Seyfert vuonna tutki näitä poikkeavia galakseja vuonna 1943, hän huomasi, että niiden kompaktien ytimien kirkkaus oli tavallisten spiraaligalaksien ytimien kirkkautta suurempi. Tämän lisäksi niissä havaitut emissioviivat olivat leveämpiä kuin normaalien galaksien absorbtioviivat. Näitä galakseja alettiin kutsua Seyfert Galakseiksi ja ne luokiteltiin vielä kahteen eri alaluokkaan, tyypin 1 ja 2 Seyfertin galakseihin, niiden spektrien ominaisuuksien perusteella.
Kuva 19: Vasemmalla, Seyfert I galaksi NGC 1566; Oikealla, Tyypillisen Seyfert I galaksin spektri (Credits; Left ipac.jpl.nasa.gov, Right crab0.astr.nthu.edu.tw)
Kuva 20: Vasemmalla, Seyfert II galaksi NGC 7742; Oikealla, Tyypillisen Seyfert II galaksin spektri (Credit; crab0.astr.nthu.edu.tw)
LINER -kohteet (Low-Ionization Nuclear Emission-line Regions) ovat normaalien galaksien ja Seyfert galaksien välimuoto. Niissäkin havaitaan Seyfert galaksien tapaan ytimen kaasun ionisaatiota, joka johtuu voimakkaasta ytimen säteilystä. LINER-kohteilla tämä ionisaatioaste on kuitenkin Seyfert galakseja selkeästi pienempi, mutta kuitenkin normaaleja galakseja suurempi.
BL-Lac kohteilla esiintyy voimakkaita kirkkausvaihteluita, joiden periodit ovat noin päivän luokkaa. Tämän takia niitä aluksi luultiin muuttuviksi tähdiksi ja niiden ekstragalaktinen olemus paljastui paljon myöhemmin. Ne eroavat kvasaariesta myös siten, että niiden emissioviivat ovat erittäin heikkoja tai ne puuttuvat kokonaan. Näiden kohteiden polarisaatiossa havaitaan myös vaihteluita. BL-Lac tyypisiä kohteita, joilla on kvasaarien tyyppisiä emissioviivoja, kutsutaan OVV:ksi (Optically Violent Variables).
Kuva 21: Vasemmalla, LINER galaksi NGC 1161; Oikealla, Tyypillisen LINER galaksin spektri (Credits; Left cosmo.nyu.edu, Right Image courtesy of L. E. Tacconi-Garman & R. Davies)
Radiogalaksit ovat saaneet nimensä niiden erittäin suuresta "kirkkaudesta" radioalueella. Tyypillinen radiogalaksi on miljardi kertaa Linnunrataa kirkkaampi radioalueella. Kun Seyfert-galaksit ovat tyypillisesti spiraaligalakseja, radiogalaksit ovat tyypillisesti suuria elliptisiä galakseja. Radiogalakseihin radiosäteily liittyy usein ns. kaksoisrakenteeseen eli galaksin keskustasta lähtee kaksi erittäin laajaa radiosäteilyn aluetta. Näiden radioalueiden koko vaihtelee suuresti. Esimerkiki M81:sen radioalueiden koko on vain muutaman tuhannen valovuoden kokoisia, mutta suurimpien radioalueiden koot voivat olla yli kymmeniä miljoonia valovuosia. Eli niiden koot voivat olla suurempia kuin Linnunradan etäisyys Andromedan galaksista! Visuaalisella alueella radiogalaksien aktiiviset ytimet muistuttavat Seyfert-galaksien ytimiä.
50- ja 60-luvuilla huomattiin, että osa tähtitaivaan radiosäteilystä näyttäisi tulevan tähtimäisistä kohteista. Näissä "radiotähdissä" havaittiin nopeita jaksollisia muutoksia ja niiden spektrit olivat erittäin omituisia. Niissä oli leveitä emissioviivoja, joiden aallonpituudet eivät vastanneet mitään tunnettua alkuainetta. Niiden todellinen luonne selvisi vuonna 1963, kun M. Schmidt tunnisti tällaisen "radiotähden" spektristä seitsemän emissioviivaa, jotka olivat siirtyneet 16% punaiseen päin lepoaallonpituudestaan. Tämän punasiirtymän avulla voidaan Hubblen lain mukaan laskea etäisyyksiä, ja huomattiin, että nämä "radiotähdet" ovatkin erittäin kaukaisia ja hyvin kirkkaita galakseja eli kvasaareita (Quasar = Quasi Stellar radio source). Pian näiden kvasaarien lisäksi löydettiin useita samanlaisia, mutta radiohiljaisia kohteita, joita ryhdyttiin kutsumaan kvasistellaareiksi kohteiksi (QSO = Quasi Stellar Object).
| 
|
Kuva 22: Vasemmalla, Radiogalaksi CygA; Oikealla, Radiogalaksi 3C31 (Credit; Images courtesy of NRAO/AUI)
Kuva 23: Vasemmalla, Kvasaari 3C175; Oikealla, Kvasaari 3C215 (Credit; Images courtesy of NRAO/AUI)
Koska näiden kvasaarien ja QSO:ien etäisyydet voidaan määrittää niiden punasiirtymistä, havaitaan että niiden kirkkauksien täytyy olla erittäin suuria. Tyypillisesti kvasaarit ovat sata kertaa normaaleja galakseja kirkkaampia. Ylivoimaisesti suurin osa tästä kirkkaudesta on peräisin aivan niiden ytimistä. Koska niiden ytimet ovat erittäin kirkkaita, kvasaarihin liittyvän emogalaksin näkeminen on hyvin vaikeaa. Tähän on pystytty vasta aivan viime aikoina, ja näiden havaintojen mukaan osa kvasaarien emogalakseista on ellipisiä- ja osa spiraaligalakseja. On myös havaittu tapauksia, joissa emogalaksi on osana vuorovaikuttavaa systeemiä, ja joissakin tapauksissa kvasaareihin ei näytä liittyvän selkeästi hahmotettavaa galaksia.
Koska eri tyyppisten aktiivisten galaksien luokkia on paljon, mutta niiden aktiivisuuden aiheuttamat prosessit ovat samanlaisia, on huokuttelevaa kuvitella, että on aktiiviset galaksit ovat luonteeltaan samantyyppisiä. Ainoana erona niillä olisi vain mistä suunnasta me satumme kyseistä galaksia havainnoimaan. Tätä varten on kehitetty aktiivisten galaksien yhtenäismalli. Sen avulla pystytään selittämään suurin osa eri tyyppisistä aktiivisista galakseista havaituista ominaisuuksista.
Kuva 24: Aktiivisten galaksien yhtenäismalli (Credit; http://www-xray.ast.cam.ac.uk)
Lähteet (Rautiainen P. ; Luentomateriaali kurssista: Galaksit ja kosmologia)
|
