射电星系 - Wikiwand
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射电星系

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射电星系是在无线电波长上非常明亮的星系。它们有活动星系核,或者说,可能有类星体耀变体。它们从10 MHz到100 GHz的光度流量累计达1039 W[1] 在星系中央,两道喷流和周围的介质发生了相对论性发光,发射了同步辐射。射电星系可以在遥远的距离外被观测到,可以做为观测宇宙学上可贵的工具。研究集中在星际物质星系团上。

发射过程

邻近的射电星系半人马座A的假色影像,显示电波(红色)、24微米的红外线(绿色)和0.5至5K电子伏特的X射线(蓝色)。可以看见喷流在这三个波段都发射出同步加速辐射。瓣只发射出电波范围的频率,因此呈现红色。气体和尘粒在红外线波段发出热辐射,来自热气体发射的热X射线呈现出蓝色的外壳环绕着瓣,特别是在南边(下方)。
邻近的射电星系半人马座A假色影像,显示电波(红色)、24微米的红外线(绿色)和0.5至5K电子伏特的X射线(蓝色)。可以看见喷流在这三个波段都发射出同步加速辐射只发射出电波范围的频率,因此呈现红色。气体和尘粒在红外线波段发出热辐射,来自热气体发射的热X射线呈现出蓝色的外壳环绕着,特别是在南边(下方)。

来自电波喧噪活动星系的电波发射是同步加速辐射,被臆测是非常平滑的、自然的宽频和高度偏振。这暗示发射电波的等离子体体包含,至少是,有相对论性速度(洛仑兹因子大约在~104)的电子和磁场。因此等离子体体必然是中性的,质子正子必然是其中的成分之一,但是没有办法从同步加速辐射中直接观察出微粒的种类。而且,没有办法从观测中确定微粒和磁场的能量密度(也就是说,相同的同步加速辐射可以来自强磁场的少数几个电子,也可以是来自弱磁场的大量电子)。它是可能在特定的发射区域内,以给定的发射率,在最低的能量密度下测量出的最低能量状态(Burbidge 1956),但多年来没有特别的理由可以相信在真实状况中,任何地方的能量都在极小能量的附近。

一种与同步加速辐射是姐妹程序的是逆康普顿过程,相对论性的电子与四周的光子作用,经由汤姆孙散射提高能量。来自电波喧噪源的逆康普顿发射特别重要的结果是X射线(e.g. Croston et al. 2005),因为他只与电子的密度有关(和已经知道的光子密度),对逆康普顿散射的测量允许我们估计粒子和磁场的能量密度(依赖某些模型)。这可以用来论证是否多数来源的情况都接近于极小值能量的附近。

同步加速辐射没有被限制在电波的波长范围内:如果射电源的粒子能被加速到足够的能量,在红外线光学紫外线或甚至在X射线,也都能检测到在电波区域的特性。但是,后述状况的电子必须获得超过1Tev的能量,而在通常状态下的磁场,电子很难获得如此高的能量。再一次,偏振和连续光谱被用于区别来自其他过程的同步加速辐射。喷流和热点(见下文)是常见的高频同步加速辐射的来源。在观测上要区别同步加速辐射和逆康普顿辐射是很困难的,幸好在进行的过程中在一些物体上会有一些歧异,特别是在X射线。

在产制相对论粒子的过程,同步加速辐射和逆康普顿辐射都被认为是粒子加速器。 费米加速在电波喧噪活动星系中似乎是有效的粒子加速过程。

射电星系的结构

射电星系结构多样,其实就是大家给照片上的不同形状起了不同名字。一个星系可以包含多种结构。有叫lobes的,plumes的等等。

有叫喷流(jets)的。喷流是一个或两个很长很窄的形状,一头是中心,一头是lobes(最著名的例子是处女座星团中的室女A星系(M87))

关于射电结构最被广泛接受的模型是1974年的两篇论文[2][3],它们说,喷流这种结构是活动星系核附近的 高能粒子发射、磁场作用的痕迹,所以“喷流”也指这种变化过程。

1974年,Fanaroff和Riley将射电源分为两类[4] ,现在称这为Fanaroff–Riley 分类,分为两种,FRI和FRII。

假色图:FRI射电星系 NGC383


术语

相关条目

延伸读物

参考资料

  • Barthel P.D., Is every quasar beamed?, 1989, Astrophys. J., 336, 606
  • Blandford R.D., Rees M.J., A `twin-exhaust' model for double radio sources, 1974, MNRAS, 169, 395
  • Burbidge G., On synchrotron radiation from Messier 87, 1956, Astrophys. J., 124, 416
  • Croston J.H., Hardcastle M.J., Harris D.E., Belsole E., Birkinshaw M., Worrall D.M., An X-ray study of magnetic field strengths and particle content in FRII radio sources, 2005, ApJ, 626, 733
  • Daly R.A, Djorgovski S.G., A Model-Independent Determination of the Expansion and Acceleration Rates of the Universe as a Function of Redshift and Constraints on Dark Energy, 2003, Astrophys. J., 597, 9
  • Fanaroff B.L., Riley J.M., 1974, The morphology of extragalactic radio sources of high and low luminosity, 1974, MNRAS, 167, 31P
  • Garrington S., Leahy J.P., Conway R.G., Laing R.A., A systematic asymmetry in the polarization properties of double radio sources, 1988, Nature, 331, 147
  • Hardcastle M.J., Birkinshaw M., Cameron R.A, Harris D.E., Looney L.W., Worrall D.M., Magnetic field strengths in the hotspots and lobes of three powerful FRII radio sources, 2003, Astrophys. J., 581, 948
  • Kraft R.P., Vázquez S., Forman W.R., Jones C., Murray S.S., Hardcastle M.J., Worrall D.M., X-ray emission from the hot ISM and SW radio lobe of the nearby radio galaxy Centaurus A, 2003, Astrophys. J., 592, 129
  • Laing R.A., The sidedness of jets and depolarization in powerful extragalactic radio sources, 1988, Nature, 331, 149
  • Laing R.A., Bridle A.H., Relativistic models and the jet velocity field in the radio galaxy 3C31, 2002, MNRAS, 336, 328
  • Leahy J.P., DRAGNs, 1993, in Röser, H.-J., & Meisenheimer, K. (eds). 1993. Jets in Extragalactic Radio Sources. Berlin: Springer-Verlag.
  • Meisenheimer K., Röser H.-J., Hiltner P.R., Yates M.G., Longair M.S., Chini R., Perley R.A., 1989, The synchrotron spectra of radio hotspots, 1989, Astron. Astrophys., 219, 63
  • Owen F.N., Ledlow M.J., The FRI/II Break and the Bivariate Luminosity Function in Abell Clusters of Galaxies, 1994, in The First Stromlo Symposium: The Physics of Active Galaxies. ASP Conference Series, Vol. 54, 1994, G.V. Bicknell, M.A. Dopita, and P.J. Quinn, Eds., p.319
  • Scheuer P.A.G, Models of extragalactic radio sources with a continuous energy supply from a central object, 1974, MNRAS, 166, 513.

外部链接

  1. ^ FANAROFF-RILEY CLASSIFICATION
  2. ^ Scheuer, PAG. Models of extragalactic radio sources with a continuous energy supply from a central object. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1974, 166 (3): 513–528. Bibcode:1974MNRAS.166..513S. doi:10.1093/mnras/166.3.513. 
  3. ^ Blandford RD; Rees MJ. A 'twin-exhaust' model for double radio sources. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1974, 169 (3): 395–415. Bibcode:1974MNRAS.169..395B. doi:10.1093/mnras/169.3.395. 
  4. ^ Fanaroff, Bernard L., Riley Julia M.; Riley. The morphology of extragalactic radio sources of high and low luminosity. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. May 1974, 167: 31P–36P. Bibcode:1974MNRAS.167P..31F. doi:10.1093/mnras/167.1.31p. 
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