星系核
正文
核有明顯活動的星系約占星系總數的1～5％。核活動最強的星系是類星體,其次是N型星系（見特殊星系）和塞佛特星系。星系核的活動期估計為105～107年。活動形式 ①劇烈的氣體運動：從測量塞佛特星系的發射線可以估計，氣流速度可達每秒幾千公里。這種氣流有時能一直延伸到核外幾千秒差距處。②巨大的非熱輻射：和寧靜核相類似，強非熱輻射也是在紅外區達到極大，紅外極大頻率也是v極大≈2.5×1013赫,但是強度比寧靜時要大幾個量級,輻射功率可達1046～1047爾格/秒；總能量甚至可達1062爾格。③很強的光變:光學和射電的輻射強度隨時間有很大變化。例如3C273,有時在兩個月內光度的變化就差一倍。同時，對不同的波長，譜強度的時變幅度也不同：波長越短，時變越強。對多數活動星系核來說，光變時標近一年，從而可推知它的大小約為1018厘米量級（相當於1秒差距）。④規模巨大的爆發現象：有些星系核拋出大塊物質和相對論性粒子流，形成所謂物質噴射。M87就是一例。噴射物位於M87核的西北方向，其中有三個亮凝聚物和三個暗弱的凝聚物。凝聚物和核之間有發光“纖維”相連；此外，在這些噴射物相反方向也發現了一個小的噴射結構，其中有兩個凝聚物。有些星系核爆發時，物質向四面八方拋射出來，著名的例子是M82和NGC1275；許多射電星系和類星體有雙源結構，這也可能是某種爆發的結果。
理論模型 ①緊密星團假說：認為在星系核中心，恆星密度非常高，以致發生非彈性碰撞，釋放出巨大能量。但是，要使碰撞成為星系核的能源，那就要求星系中心處星團的密度高達每立方秒差距1011顆恆星,這與觀測相矛盾。②黑洞假說：認為是引力坍縮的結果。雖然引力坍縮所釋放的能量可達2×1054M/M⊙爾格的數量級，M/M⊙是星系核對太陽的質量比，但轉化機制還不清楚；更重要的是，引力坍縮在 10-5M/M⊙秒的時間內就完成了，這與觀測到的活動核的準穩態相衝突。固然，吸積可暫時緩和這個困難。但是，物質拋射將大大抑制吸積，因此困難仍未解決。③大質量鏇轉磁多層球模型，即磁轉子模型:定性地說,鏇轉引起磁場扭曲而產生中性線（見磁合併），在中性線附近發生磁場的動力學耗散，使聚積的磁能轉化為粒子的動能，粒子就以相對論性速度沿著相反兩個方向拋出，這就是磁轉子的爆發機制。拋出的電子沿核外啞鈴狀磁力線迴旋，發出同步加速輻射，為我們所接收。磁轉子模型在解釋活動星系核的主要觀測事實上雖然取得一定的成果，但是，理論要求星系核的光度應有準周期性,這與觀測資料並不相符。此外,在解釋活動星系核的極大紅外輻射和規模巨大的爆發現象方面，磁轉子模型還沒有成功。④引力彈弓和氣泡模型：引力彈弓模型認為，星系核內由於恆星碰撞，形成若干大塊物質。計算表明，如果形成三塊以上的大塊物質，則會出現引力不穩定性，將物質拋射出來。但是，這種模型不能解釋星系核的對稱拋射。而氣泡模型是一種流體力學拋射，它假設相對論性粒子在核里形成一個“氣泡”，以後分裂成兩個熱氣體泡，它們被星系際風吹到星系外,或被周圍冷氣體頂出來,形成大塊物質（氣泡）的拋射。這種模型要求有足夠的浮力，看來只有處在星系團內的活動星系核才可能實現這種拋射。⑤電漿湍動反應堆模型：這種模型可以闡明以下三個主要問題：反應堆中，強電漿波可使粒子加速到極端相對論性速度；在反應堆中，可以形成相對論性粒子的冪律譜；給出了輻射譜的特徵，特別是解釋了星系核的極大紅外輻射，並且說明了各種不同星系核具有幾乎相同的紅外極大頻率的原因。然而，這種模型對星系核的拋射物質，還不能作出有說服力的解釋。
參考書目
E.H.Avrett ed.,Frontiers of Astrophysics,p.438，Harvard Univ.Press,Cambridge,1976.
A. Ambartsumian, The Nuclei of Galaxies and their Activity,Interscience Publ.,London,1964.
