活动星系核优秀PPT.ppt
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1、活动星系核你现在浏览的是第一页,共55页本讲内容本讲内容1.活动星系核的观测特征2.活动星系核的主要类型3.活动星系核的理论模型4.超大质量黑洞的观测证据你现在浏览的是第二页,共55页1 1。活动星系核的观测特征。活动星系核的观测特征绝大部分星系是正常(宁静)星系,但也有部分星系的中心核表现出强烈的活动性,称为活动星系核(Active Galactic Nuclei,简称 AGN)活动星系核种类繁多,并相互交叉。观测上主要分为4种类型:Radio galaxies 射电星系Seyfert galaxies 赛弗特星系 Quasars 类星体BL Lac objects 蝎虎(座)BL Lac天
2、体 你现在浏览的是第三页,共55页Optical(HST)X-ray(Chandra)类星体 PKS 1127-145 正常星系相同视场:光学 vs X射线你现在浏览的是第四页,共55页1.1 高光度高光度 X射线光度 光学光度 射电光度银河系 1 1 1射电星系 100-5,000 2 2X103-2106赛弗特星系 300-7104 2 20-2106类星体 2.5106 250 6106(3C 273)你现在浏览的是第五页,共55页1.2 快速光变光变时标:几天-1年,甚至小时致密核辐射区的大小不超过1光年 爆发的上升时间(光行差)暗示辐射源尺度的上限你现在浏览的是第六页,共55页1.3
3、 非热连续辐射,高偏振辐射正常星系:黑体辐射,极大值在光学波段,辐射主要来自星系内的恒星 活动星系核:射电-光学辐射谱复杂:热辐射(红外)+非热辐射(极大值与AGN类型相关)+高能辐射非热辐射具有高偏振你现在浏览的是第七页,共55页同步加速辐射(Synchrotron Radiation)相对论性电子在磁场中作圆轨道或螺旋轨道运动时产生的辐射(和电子逆康普顿散射)电子速度越大,辐射频率越高(射电-X射线)连续辐射,幂率谱,显著的偏振性你现在浏览的是第八页,共55页1.4(射电波段)特殊形态亮核、喷流、不规则形态你现在浏览的是第九页,共55页1.5 强发射线中心区高能辐射对周围气体的电离(金属线
4、)你现在浏览的是第十页,共55页1.6 寄主星系 Host galaxy:暗淡 你现在浏览的是第十一页,共55页2.1 2.1 射电星系射电星系1960s,英格兰射电天文学家完成 the 3rd Cambridge Catalog of radio sources 大部分射电源以3C 数字.命名很多射电源与遥远光学星系位置重合:射电源的光学对应体(optical counterpart)高射电分辨率观测(VLA,VLBA)发现射电源包括位于星系中心的点源和跨越数千至数百万光年的延展源。称它们为射电星系(射电巡天发现)2 2。活动星系核的主要类型。活动星系核的主要类型你现在浏览的是第十二页,共5
5、5页射电星系的形态特征射电星系区分为致密型和延展型。它们本质上是一致的,可能是由于观测者视线方向的不同造成的致密型射电星系的射电像与光学像一致或稍小,也称为核-晕射电星系。射电辐射来自核心延展射电星系的射电像大于光学像,常为双瓣结构,长达1Mpc。射电辐射主要来自双瓣你现在浏览的是第十三页,共55页射电星系的基本特征射电光度(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 寄主星系大多数是椭圆星系。它们往往是星系团中光度最高、质量最大的星系具有复杂的射电结构你现在浏览的是第十四页,共55页Cygnus(天鹅座)A:VLA 射电像典型的双
6、瓣结构;最亮的射电源射电辐射主要来自星系际空间的两个巨瓣。每个瓣距中心星系约 2.5X105 光年相对论电子喷流相对论电子喷流射电瓣射电瓣 射电瓣射电瓣射电节射电节 knot核核nucleus你现在浏览的是第十五页,共55页M87室女星系团中心的巨椭圆星系第一个观测到(光学)喷流的星系。喷流的长度约 2kpc,由不连续的团块构成,在射电到X射线波段产生同步辐射光学射电红外射电你现在浏览的是第十六页,共55页Centaurus(半人马座半人马座)A(NGC5128)最近最壮观的双瓣射电源光学像:非典型巨椭圆星系,可能是星系并合而成,环形尘埃带(兰巨星)HST 4000光年内喷流:Red:radi
7、oBlue:Chandra X-ray你现在浏览的是第十七页,共55页NGC 1265:头尾型射电星系头尾型射电星系你现在浏览的是第十八页,共55页2.2 赛弗特星系赛弗特星系是旋涡星系,具有不寻常的类似恒星的亮核,而且其光学谱有许多突出的发射线美国天文学家赛弗特(Karl Seyfert)于1943年首先发现一批这样的旋涡星系,赛弗特星系因此而得名NGC 4151逐次深度曝光像亮核亮核旋涡旋涡星系星系NGC 1566你现在浏览的是第十九页,共55页赛弗特星系与正常星系发射线的比较正常星系:恒星大气的吸收线(恒星形成区的弱发射线)一些赛弗特星系有很强而宽的H和重元素的发射线由发射线的宽度得到电
8、离气体的运动速度达104kms-1(Doppler 展宽)赛弗特星系正常星系你现在浏览的是第二十页,共55页赛弗特星系的分类根据发射线宽度的不同,赛弗特星系分为 I 型同时具有很宽的H线和相对较窄的电离金属线型仅有窄线相应的 Doppler 运动速度分别为104 kms-1(宽线区)和 2 x103kms-1(窄线区)I I型型IIII型型你现在浏览的是第二十一页,共55页赛弗特星系是强X射线源,弱射电辐射X射线辐射的快速(分钟)光变致密核紫外、X射线辐射+照射并加热核心周围的气体而产生发射线不同类型赛弗特星系的差别可能是由于观测者视线方向的不同引起你现在浏览的是第二十二页,共55页2.3 类
9、星体1963年,施密特(Maarten Schmidt)用Palomar天文台5m望远镜拍摄了与当时所发现的射电源 3C 273 相关的一个“恒星”的光谱。结果发现它根本不是一个恒星,而是当时所看到的最远的宇宙天体类星体3C 273的谱线红移 z=0.16 退行速度 4.4104 kms-1 哈勃定律 距离24亿光年光度=51012 L,为银河系的100倍宇宙学红移你现在浏览的是第二十三页,共55页施密特称 3C273 为“Quasi-Stellar Radio Source,”后简写为quasar(类星体),成为当时一个时髦的词汇更多的类星体比3C273更亮更遥远Maarten Schmid
10、t你现在浏览的是第二十四页,共55页3C 273:第一个类星体你现在浏览的是第二十五页,共55页3C 273的喷流亮斑:3C273(HST)及弱光学喷流(蓝色)延伸约30 kpc且与亮射电喷流(红色)重合 X-ray 喷流(Chandra)你现在浏览的是第二十六页,共55页Sloan Digital Sky Survey(SDSS)目前观测到的类星体最大红移达到 6-78类星体是观测到的最遥远、最年轻、也是辐射功率最大的河外天体宇宙大爆炸后约15亿年时的类星体紫外紫外红光红光-近红外近红外你现在浏览的是第二十七页,共55页类星体通常有喷流,射电喷流通常有双瓣结构你现在浏览的是第二十八页,共55
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