Ионизационный конус
Конусы ионизации — это конусы ионизированного материала, исходящие от активных ядер галактик , преимущественно наблюдаемые в сейфертовских галактиках типа II . Они обнаруживаются по излучению электромагнитного излучения в видимой и инфракрасной частях спектра . Основным методом наблюдения является спектроскопия с использованием анализа спектральных линий для измерения формы ионизированной области и состояния материала, такого как температура, плотность, состав и степень ионизации.
Характеристики
[ редактировать ]Форма
[ редактировать ]Ионизационные конусы имеют отчетливую коническую форму с галактическим центром на вершине. Считается, что галактики с ионизационными конусами имеют плотную тороподобную структуру, окружающую центральную черную дыру и копланарную аккреционному диску . [ 1 ] Материал этого тора, состоящий из межзвездного газа и пыли, препятствует прохождению фотонов из внутренней области вокруг черной дыры и предотвращает ионизацию галактической материи за пределами тора. [ 2 ] Однако вдоль оси симметрии плотность межзвездного вещества намного ниже, что допускает ионизацию. Затем радиационное давление вытесняет это вещество из центра, в результате чего образуется конус ионизированного материала. [ 3 ]
Ориентация относительно галактической плоскости
[ редактировать ]пока нет . Научного консенсуса относительно ориентации ионизационных конусов относительно галактической плоскости ( галактического диска ) [ 4 ] однако конусы ионизации обычно совпадают с радиоисточниками вблизи ядра галактики . [ 5 ]
Два больших конуса ионизации в сейфертовской галактике типа II NGC 5252 совпадают с радиоисточником, находящимся на расстоянии 10 килопарсеков ( около 32,6 тысяч лет ) от ядра галактики, а не от самого ядра. [ 5 ] В NGC 5728 ее ионизационный конус длиной 1,8 килопарсека ( около 5,9 тысяч лет ) располагается в пределах 3 градусов от радиоисточника вблизи ее ядра. [ 6 ] И наоборот, в Мессье 77 считается, что на выравнивание ионизационного конуса влияют такие факторы, как центральные радиоисточники и угол тора, однако оно тесно совпадает с радиоизлучением вблизи ядра. [ нужна ссылка ] Объяснение отклонений от галактической плоскости, как правило, сосредоточено на сложных взаимодействиях материала тора как с входящим газом и пылью в аккреционный диск, так и с газом и излучением, выталкиваемыми наружу под действием центральной черной дыры. В процессе формирования формы ионизационного конуса и удержания его ионизированного материала вдали от межзвездной среды эти взаимодействия могут привести к возможным отклонениям от копланарного выравнивания с аккреционным диском и плоскостью галактики. [ нужна ссылка ]
Рентгеновское излучение
[ редактировать ]С помощью спектроскопии мягкого рентгеновского излучения, выполненной рентгеновской обсерваторией Чандра , было обнаружено, что плазма в Маркарян-3, фотоионизированная в результате столкновения с межзвездной средой, почти не излучает рентгеновские лучи . Известно, что Маркарян 3 имеет биконический ионизационный конус, что указывает на высокую ионизационную активность, однако результаты спектроскопии показывают, что ионизационные конусы обычно не испускают значительного количества рентгеновских лучей. [ 7 ]
Механика формирования
[ редактировать ] | В этом разделе может содержаться информация, не важная и не относящаяся к теме статьи. ( январь 2023 г. ) |
Ионизация вещества
[ редактировать ]Аккреционный диск галактической черной дыры ориентирован излучения на затмевающий тор. [ 8 ] Обычно ультрафиолетовое или крайнее ультрафиолетовое излучение ионизирует близлежащую межзвездную среду, увеличивая конус ионизации. [ 9 ] [ 4 ] Например, Мессье 77 имеет конус ионизации, образующийся в результате гиперзвукового столкновения выбросов ее галактического ядра с материалом межзвездной среды галактики. Это столкновение производит фотоны крайнего ультрафиолета . Эти фотоны ионизируют сталкивающийся материал посредством фотоионизации. [ 9 ]
| В этом разделе может содержаться информация, не важная и не относящаяся к теме статьи. ( январь 2023 г. ) |
Инфракрасное излучение и затемняющие торы
[ редактировать ]Ионизационные конусы имеют тенденцию излучать инфракрасный свет . Инфракрасное излучение можно использовать для объяснения свойств ионизационных конусов. Например, торы закрывающие ядра сейфертовских галактик, могут влиять на фотоионизацию ультрафиолетовыми , фотонами материала, находящегося в ионизационном конусе. Это можно определить с помощью инфракрасного излучения, поскольку на инфракрасное излучение ионизационных конусов не влияет ионизация вещества в конусе. Например, конус ионизации в Мессье 77 имеет одинаковую симметрию в видимом и инфракрасном свете, что указывает на отсутствие воздействия тора на конус ионизации. [ 4 ]
Примеры
[ редактировать ]Считается, что, учитывая преобладание сейфертовских галактик, конусы ионизации присутствуют только в небольшой части галактик. [ 3 ]
Галактика Циркуль , ближайшая к Млечному Пути сейфертовская галактика II типа . [ 10 ] было замечено наличие большого и заметного конуса ионизации. [ 11 ] Ионизационный конус Мессье -77 образовался в результате гиперзвукового столкновения выбросов его галактического ядра с веществом в межзвездной среде галактики. Это столкновение произвело фотоны крайнего ультрафиолета , которые затем ионизировали сталкивающийся материал, что хорошо видно в спектре излучения . Сейфертовские галактики Маркарян 348 (тип II) и Маркарян 3 (спорный тип II, возможный тип I) имеют очень интенсивные инверсные биконические конусы ионизации. [ 7 ] [ 12 ]
В рентгеновских двойных системах
[ редактировать ]Хотя конусы ионизации на сегодняшний день наблюдаются в основном в сейфертовских галактиках, они не являются исключительными для активных галактических ядер. Рентгеновская двойная система LMC-X1 содержит конус ионизации, аналогичный тем, что встречаются в ядрах галактик. [ 13 ] Поскольку рентгеновские двойные системы имеют плотность мощности рентгеновского излучения, сравнимую с активными ядрами галактик, они обладают способностью генерировать аналогичные конусы ионизации, хотя масштабы областей различаются на многие порядки. [ 14 ]
Значение
[ редактировать ]Исследование ионизационных конусов было использовано для подтверждения существования сейфертовской вспышки, которая, как полагают, произошла в Млечном Пути несколько миллионов лет назад. Было замечено, что межзвездные облака Млечного Пути на галактических полюсах сильно ионизированы, что может указывать на период высокой активности в Галактическом центре Млечного Пути , который отправил карманы ионизированного газа за пределы центральной выпуклости . [ 15 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Университет Мэриленда - Вводная астрономия: сейфертовские галактики» . www.astro.umd.edu . Проверено 3 января 2023 г.
- ^ Уилсон, Эндрю С. (1 января 1996 г.). «Ионизационные конусы» . Перспективы в астрономии . Труды Оксфордского семинара по торам. 40 (1): 63–70. Бибкод : 1996ВА.....40...63Вт . дои : 10.1016/0083-6656(95)00102-6 . ISSN 0083-6656 .
- ^ Jump up to: а б «Сейфертовские галактики: обзор - Стивен Дж. Карран» . ned.ipac.caltech.edu . Проверено 30 октября 2022 г.
- ^ Jump up to: а б с «Разрешение затеняющего тора в NGC 1068 с помощью инфракрасной интерферометрии: обнаружение внутренней воронки пыли» . Academic.oup.com . Проверено 30 октября 2022 г.
- ^ Jump up to: а б Уилсон, А.С. (26 октября 1993 г.). «ИОНИЗАЦИОННЫЕ КОНУСЫ И РАДИОЭЛЕКТЫ В АКТИВНЫХ ГАЛАКТИКАХ» . Проверено 28 октября 2022 г.
- ^ Уилсон, А.С. (27 сентября 1993 г.). «Ионизационные конусы в сейфертовской галактике NGC 5728» . Астрофизический журнал . 419 : Л61. Бибкод : 1993ApJ...419L..61W . дои : 10.1086/187137 .
- ^ Jump up to: а б Сако, Масао (26 октября 2000 г.). «Наблюдение конуса рентгеновской ионизации в Маркарян-3» на решетке пропускания высоких энергий Чандра . Астрофизический журнал . 543 (2). arXiv : astro-ph/0009323 . Бибкод : 2000ApJ...543L.115S . дои : 10.1086/317282 . S2CID 14379913 . Проверено 30 октября 2022 г.
- ^ Дюрре, Марк (9 октября 2018 г.). «Конусы ионизации АЯГ NGC 5728. I. Возбуждение и структура ядра» . Астрофизический журнал . 867 (2): 149. arXiv : 1810.03258 . Бибкод : 2018ApJ...867..149D . дои : 10.3847/1538-4357/aae68e . S2CID 117916655 .
- ^ Jump up to: а б Допита, Массачусетс (1 февраля 1997 г.). «Модель гиперзвукового увлечения ионизационных конусов NGC1068» . Астрофизика и космическая наука . 248 (1): 93–104. Бибкод : 1997Ap&SS.248...93D . дои : 10.1023/А:1000596604962 . ISSN 1572-946X . S2CID 116923412 .
- ^ Майолино, Р.; Краббе, А.; Татте, Н.; Гензель, Р. (февраль 1998 г.). «Зейфертовская активность и образование ядерных звезд в галактике Цирцинус». Астрофизический журнал . 493 (2): 650–665. arXiv : astro-ph/9709091 . Бибкод : 1998ApJ...493..650M . дои : 10.1086/305150 . ISSN 0004-637X . S2CID 16365899 .
- ^ Маркони, А.; Мурвуд, AFM; Оригла, Л.; Олива, Э. (декабрь 1994 г.). «Выдающийся конус ионизации и кольцо звездообразования в ближайшей Циркулярной галактике» (PDF) . Посланник . 78 : 20–24. Бибкод : 1994Msngr..78...20M . Проверено 8 ноября 2022 г.
- ^ Симпсон, Крис (3 ноября 1995 г.). «Ионизационный конус и пыльный диск в Маркаряне 348: обнаружен затемняющий тор?» . Астрофизический журнал . 457 . дои : 10.1086/309886 . S2CID 120411865 .
- ^ Кук, Р. (1 ноября 2008 г.). «Ионизационный конус в рентгеновской бинарной системе LMC X-1» . Астрофизический журнал . 687 (1): L29–L32. arXiv : 0809.2140 . Бибкод : 2008ApJ...687L..29C . дои : 10.1086/593169 . S2CID 14270518 . Проверено 29 октября 2022 г.
- ^ Эдельсон, Рик (4 ноября 1998 г.). «Обрезание спектра плотности мощности рентгеновских колебаний сейфертовской галактики 1 NGC 3516» . Астрофизический журнал . 514 (2): 682–690. дои : 10.1086/306980 . hdl : 2060/19990064013 . S2CID 16666296 .
- ^ Бланд-Боярышник, Джосс (15 октября 2019 г.). «Крупномасштабные конусы ионизации в Галактике» . Астрофизический журнал . 886 (1): 45. arXiv : 1910.02225 . Бибкод : 2019ApJ...886...45B . дои : 10.3847/1538-4357/ab44c8 . S2CID 203837628 .