우주내의 천체 궤이사와 활동은하
퀘이사와 활동 은하 1 퀘이사 3C 273 – 큰 적색이동 (0.15 광속)발견 준항성전파원(quasi-stellar Radio source) QSO(quasi-stellar Object) 퀘이사 (90% 비 전파원) [Z=5 (1215A->7000A : V = 0.94C)] Z = del lambda/lambda = [(1+v/c)/(1-v/c)]1/2 -1 허블 법칙의 거리 엄천난 광도 (1015 Lo – 1011 Lo) 연속 + 방출선 + 흡수선 (보다 적은 Z) 시간 단위의 광도 변화 작은 영역의 방출
퀘이사 스펙트럼 연속 스펙트럼 : 1.almost uniform ;brightness over a range of 1011 in wavelength (energy of 1 -10 nm = that of 300 – 3000 nm =that of 6 – 60 micron) unusually blue (at 22mag, 95% of blue stellar obj = QSO, most point source of X-ray = QSO) Synchrotron 복사 energetic electron moving through magnetic fields :fades rapidly with increasing wavelength in the radio part 2. blue bump (visible and UV) dense gas at 104 K 3. brightest in the IR : BB 복사 from warm dust
퀘이사의 방출선 Emitted by gas heated by absorbing UV and X –ray from the source of continous radiation in the quasar like gas in an HII or PN broad and narrow emission lines 1. narrow line region : H, He, C, N, and other abundant elements density = one atom per cubic m 105-107 Mo 2. broad line region : 1000 atom per cubic m few solar mass closer to the center of the quasar than narrow line region both region : large number of small clouds immersed in much hotter gas
퀘이자 크기 : 수 pc 이하에서 방출 timescale of variable, few years or less
Superluminal motion 고 분해능 간섭계 관측에서 여러 부분의 분리가 few milliarcseconds 3C 345 : Z=0.6 =1900 Mpc = apparent seperations at speeds greater than the speed of light superluminal motion = optical illusion
Fig. 24.8
Fig. 24.9
Fig. 24.10
궤이사 - in Elliptical Galaxy
2 활동은하 -1 세이퍼트(Seyfert)은하 중심 핵이 발달된 나선은하 강하고 넓은 방출선 (수천 km 의 선폭) NGC 1068 :10 광년 중심핵 전파원, X선원, 강한 적외선 수개월의 밝기 변화 작은 영역 엄청난 에너지 방출
2 활동은하- 2-2 활동 타원 은하 강한 중심 에너지원 –전파원전파은하 M87:중심전파 관측=> 강한 전파와 6000광년 뻣은 젯트 (2/3 광속) 전파은하의 ¾ : 이중 전파원 –은하자체보다 수십만 광년 떨어진 전파 열편 은하 중심핵에서 이온가스가 젯트를 따라 열편에 공급 활동은하의 중심핵, 퀘이사 같은 종류
활동 은하 Seyfert I = 퀘이사와 유사, narrow and very broad emission lines Seyfert 2 ; only narrow emission lines 전파은하 Blazars : 크기가 작고 강한 밝기 변화를 보이는 것이 궤이사와 유사하나, weak emission line이 보이거나 전혀 안보임 IRAS 은하 : 1. Starburst 은하 (M 82) 2. most luminous IRAS Galaxies : 1012-1013 Lo in IR (100-1000*normal spiral galaxies, ~ luminosites of quasar )
Seyfert Galaxy –NGC7742
Obscuring torus 안쪽의 세이퍼트 은하의 핵
Fig. 24.13 전파은하 Cygnus A 의 전파 지도
Fig. 24.14 전파은하 3C 379.1 의 전파 등고선
Fig. 24.15
Fig. 24.17 고속 젯트의 관측
활동은하 - Centaurus A
Centurus A -- Dusty Galaxy
타원 전파은하
NGC6251은하의 여러 전파 영상
퀘이사의 전파 영상 –윗쪽에 퀘이사가 위치하고, 아래로 향한 전파 열편
3 퀘이사의 에너지 근원-1 퀘이사, 활동은하의 중심핵 거대한 블랙홀 관측적 증거 : M87 중심 밀도 : 300배의 정상 거대 타원은하, 태양근처의 1000배 => 2.5*109Mo 중심에 소용돌이 치는 뜨거운(10000도) 가스 블랙홀의 물질 유입 NGC3115, NGC4261 : 거대 블랙홀 중심 핵
3 퀘이사의 에너지 근원-2 에너지 – 블랙홀 근처 물질 나선형으로 접근 가속, 압축 수백만도로 가열 블랙홀로 낙하 수백만도로 가열 블랙홀로 낙하 막대한 에너지 발생 (10%-30%낙하물질) 거대 블랙홀 :109Mo 수십 AU크기 사건 지평선 수개월 변광 주변 뜨거운가스 강한 방출선 강착원반과 젯트
에딩톤 lunimosity L = 30,000(M/Mo) Lo max luminosity for a given central mass, without blowing away surrounding material M/Mo = 1/30,000(L/Lo) BH mass bigger than this
활동은하 핵에 블랙홀 주변의 강착 원반-A. 서서히 물질이 유입될 경우, B 활동은하 핵에 블랙홀 주변의 강착 원반-A. 서서히 물질이 유입될 경우, B. 물질이 에딩톤 광도한계 가깝게 유입될 경우 안쪽으로 Torus(도넛)가 형성되고 온도가 만도 이상이 되어 UV + visible 파장 영역에 “blue bump”를 형성
젯트 : 회전 강착 원반에 자력선을 따라 방출되 나가는 이온가스 덩어리
Fig. 24.21 젯트로 방출되는 이온가스는 등근 자력선을 만들어 젯트를 작은 각도에 한정되게 한다고 설명
활동은하핵을 보는 방향에 따라 다르게 보이는 활동은하
Fig. 24.23
퀘이사의 분포
Fig. 24.25 V/V_max 방법에의한 퀘이사의 분포
>0.5 의 의미는 퀘이사의 분포가 먼 위치, 오래된 것에 치우침을 뜻함
같은 밝기의 퀘이사A,B는 먼 곳(오래 전)에 더 밀집 (또는 C,D)
우주 공간 사이 물질의 존재 : 퀘이사의 흡수선 + 중력렌즈효과 퀘이사의 흡수선 – 퀘이사와 관측자 사이 물질에 의한 것 방출선 보다 작은 적색편이 사이 물질은 먼 곳(오래 전)에 더 풍부
4 중력 렌즈 효과-1 퀘이사 0957+561 = 두 퀘이사, 같은 Z 중력 렌즈 효과 (아인슈타인의 예측) 2중, 다중, 원호, 고리의 상들 중력 렌즈원 : 은하들, 암흑물질 중력 렌즈 효과 암흑 물질의 량 추정 가시광선으로 보이는 물질 보다 수십배 이상의 많은 물질 포함
Fig. 24.30 아인슈타인 링 (전파 관측)
Einstein Cross Gravitaional Lens
중력 렌즈
감마-선 폭발체 (Gamma ray Bursts) 수초 –수 분의 감마선 폭발 전 하늘에 무작위 분포 : 우리은하 원반과는 무관 1999, Jan 23 : 감마선 폭발체의 스펙트럼 Z = 1.6(3000 Mpc) Collapse of a massive star to produce a highly magnetized BH and the merger of two neutron stars(or a neutron star and a BH)