Галактичні ядра з емісійними лініями низької іонізації

Галактичні ядра з емісійними лініями низької іонізації (англ. low-ionization nuclear emission-line region, LINER) — тип галактичного ядра, спектр яких містить лінії випромінювання від слабко іонізованих або нейтральних атомів, таких як О, О⁺, N⁺ та S⁺, а лінії випромінювання від сильно іонізованих атомів, таких як O'⁺⁺, Ne⁺⁺ і He⁺, є відносно слабкими^[2]. Цей клас ядер галактик був вперше виокремлений Тімоті Хекманом (англ. T. M. Heckman) у третій серії статей, присвячених спектрам галактичних ядер, які були опубліковані 1980 року^[2].

Галактика Сомбреро (M104) на фото телескопу Габбл. Вона є прикладом галактиками LINER.^[1] Власники фото: Габбл/НАСА/ЄКА.

Демографія галактик LINER

Галактики, які містять LINER, часто називають галактиками LINER. Вони досить поширені — приблизно третина всіх сусідніх галактик (на відстані приблизно 20-40 мегапарсек) можуть бути класифіковані як галактики LINER.^[2][3] Приблизно 75 % галактик LINER є еліптичними галактиками, лінзоподібними галактиками або галактиками типу S0/a-Sab  (спіральні галактики з великими балджами й щільно закрученими спіральними рукавами). LINER рідше зустрічаються у галактиках типу Sb-Scd (спіральних галактиках з невеликими балджами й злегка закрученими рукавами) і дуже рідкісні в найближчих іррегулярних галактиках^[3]. LINER також часто зустрічаються в яскравих інфрачервоних галактиках (LIRG), класі галактик, визначених за їх ІЧ-світність, які часто утворюються при зіткненні двох галактик. Приблизно чверть LIRGів можуть містити LINER.^[4]

Джерела енергії та механізми іонізації

LINER були в центрі двох великих дебатів. По-перше, астрономи обговорювали джерела енергії, яка збуджує іонізований газ у центрах цих галактик. Деякі астрономи припустили, що за спектральну емісію LINER відповідають активні ядра галактик (АЯГ) з надмасивними чорними дірами^[2][5]. Інші астрономи стверджували, що емісію продукують регіони зореутворення.^[6][7]

Інше важливе питання пов'язане з тим, як збуджуються іони. Одні астрономи припускають, що його можуть іонізувати ударні хвилі, які поширюються в газі^[2], у той час як інші вважають, що за процес може бути відповідальною фотоіонізація (іонізація під дією ультрафіолетового світла)^[5][6][7].

Ці суперечки ускладнюються тим, що LINER знаходять в об'єктах з різною світністю й морфологією. Крім того, суперечки навколо джерел енергії для LINER перетинаються з аналогічними суперечками про те, що саме забезпечує високу інфрачервону світність LIRGів — випромінювання від регіонів зореутворення чи випромінювання від активних галактичних ядер^[4].

Хоча і джерела енергії й механізми збудження емісії в LINER все ще вивчаються, LINER часто називають активними галактичними ядрами^[1].

Зореутворення в LINER

Було проведено кілька досліджень з вивчення зв'язку між утворенням зір й активністю LINER. Якщо зв'язок між ними буде знайдено, то це посилює ймовірність того, що LINER стимулюються гарячим газом в регіонах зореутворення. А якщо зореутворення в LINER не буде знайдено, то це остаточно виключить зореутворення як джерело емісії LINER.

Зореутворення в LIRGax з LINER

Недавні спостереження за допомогою космічного телескопа Спітцер показують чіткий зв'язок між LINER-емісією в яскравих інфрачервоних галактиках (LIRG) і зореутворенням. Середній інфрачервоний спектр LIRGів з LINERами продемонстрував схожість з середнім інфрачервоним спектром галактик зі спалахом зореутворення, що дозволяє припустити, що джерелом ІЧ-яскравих LINERів є зореутворення. Однак, деякі середні інфрачервоні спектральні лінії випромінювання від активних галактичних ядер також були виявлені в цих галактиках, вказуючи, що зореутворення може бути не єдиним джерелом енергії в цих галактиках.^[8]

Зореутворення в звичайних галактиках із LINER

Найближчі звичайні галактики з LINER імовірно відрізняються від LIRGів. Кілька спектроскопічних оглядів у ближньому інфрачервоному діапазоні виявили деякі LINER у звичайних галактиках, які можуть мати джерелом зореутворення^[9]. Однак, більшість LINER у найближчих галактиках мають низький рівень зореутворення^[9][10][11]. Крім того, зоряні популяції багатьох LINER видаються дуже старими^[12][13][11], а середній інфрачервоній спектр, спостережений космічним телескопом «Спітцер», не схожий на спектри, очікувані від зореутворення^[8]. Ці результати показують, що більшість LINERів у прилеглих звичайних галактиках не можуть мати джерелом зореутворення, хоча існує кілька винятків.

Помітні галактики LINER

• Мессьє 94
• NGC 5005
• NGC 5195
• Галактика Сомбреро