活動銀河
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活動銀河（かつどうぎんが、active galaxy）は、星、星間塵、星間ガスといった通常の銀河の構成要素とは別の部分からエネルギーの大半が放出されている特殊な銀河。このエネルギーは、活動銀河の種類によって若干異なるが、電波、赤外線、紫外線、X線、γ線など、電磁波のほぼ全ての波長域で放出されている。
全ての活動銀河は銀河中心のコンパクトな領域がエネルギー源になっていると考えられているため、活動銀河の略称として AGN (Active Galactic Nuclei) という語もしばしば使われる。これらのコンパクトな中心領域からは、加速された物質が長い距離にわたり宇宙ジェットとして放出され、電波銀河や電波を放出するクエーサーのような広がりを持った構造を持っている場合もあるが、本質的には銀河の中心核がエネルギー源である。
活動銀河の標準的な理論的モデルは、銀河中心にある106-9太陽質量の大質量ブラックホールに向かって物質が落ち込むことによってエネルギーが放出される、というものである。物質がブラックホールに落下する時、物質は角運動量を持つために降着円盤と呼ばれる扁平な円盤をブラックホールの周囲に形作る。降着円盤内のガスの摩擦熱によって、落下するガスは電離してプラズマとなる。このため、電離したガスが回転することで強力な磁場が作られる。降着円盤からはジェットの放出がしばしば観測されるが、宇宙ジェットの形成のメカニズムはあまりよく分かっていない。この降着円盤は、質量を非常に効率よくエネルギーに変換する「エンジン」であり、物質が持つ質量エネルギーの約50%をエネルギーに変換できる。これは核融合の変換効率が数%であるのに比べて非常に効率的である。
ブラックホールが周囲のガスや塵を全て「食べ尽くす」と、活動銀河核は膨大なエネルギー放出をやめて通常の銀河になると考えられている。この仮説は、我々の銀河系や他の近傍銀河の中心に「平穏な」大質量ブラックホールが見つかっていることからも妥当な説であると思われる。また、この説によれば、なぜクエーサーが初期宇宙にのみたくさん存在するのかについてもうまく説明がつく。つまり、初期宇宙の方が現在よりもたくさんの「燃料」があったため、銀河の活動性が高かったということになる。
このモデルは、活動銀河に様々な種類があることも説明できる。すなわち、全ての活動銀河は大質量ブラックホールと降着円盤という同じエネルギー源で活動しているが、地球から見た時の中心核の向きの違いと、ブラックホールに供給されるガスや塵の量の違いによって、様々に異なるタイプに見える、と考えられている。
[編集] 活動銀河の種類
活動銀河核の主な種類としては、セイファート銀河、クエーサー、ブレーザーがある。これらは主としてX線による高エネルギーの放射を放出している。特にクエーサーは、宇宙に存在する既知の天体の中で最も明るい天体であると考えられている。
電波銀河は電波を放出する様々な銀河の総称である。電波銀河のほとんどは対称的なローブ構造を持ち、ここから電波の大部分を放出している。また、直接中心核から出てローブに向かって伸びる1本または複数本のジェットを持つものもある（最も有名な例はおとめ座銀河団にある巨大銀河 M87 である）。このジェットはローブの電波放出のエネルギー源となっている高エネルギー粒子のビームが可視光で見えているものと考えられている。電波銀河が放出する電波はシンクロトロン放射である。これは、電波を出しているローブやジェットが相対論的速度に加速された電子からなっており、内部に磁場が存在することを示している。
活動銀河の様々なタイプは統一モデルによって統一的に理解されている。このモデルでは、これら様々なタイプの活動銀河は実際には同じ天体であるものが、地球から観測する際の向きや相対論的ビームの有無や塵による吸収の効果によってそれぞれ違った様子に観測されていると解釈されている。現在では、セイファート銀河、電波銀河、クエーサー、ブレーザーは大きく2つのタイプの活動銀河のモデルのどちらかであると解釈されている。
