活動銀河核

活動銀河核（AGN）の標準モデルでは、ブラックホールの近くにある低温物質が降着円盤を形成します。降着円盤内の散逸過程により、物質は内側へ、角運動量は外側へと輸送され、同時に降着円盤は加熱されます。降着円盤の予想されるスペクトルは、可視光から紫外線の波長帯でピークを示します。さらに、降着円盤の上方には高温物質のコロナが形成され、 X線エネルギーまでの光子を逆コンプトン散乱させることができます。降着円盤からの放射は、ブラックホールの近くにある低温の原子物質を励起し、これが特定の輝線で放射されます。AGNの放射の大部分は、降着円盤の近くにある星間ガスや塵によって遮られる可能性がありますが、（定常状態では）これは別の波長帯、おそらく赤外線で再放射されます。

降着円盤の中には、円盤の近くから反対方向に噴出する、高度にコリメートされた高速の二重の噴流ジェットを生成するものがある。 ^{[ 20 ]}ジェットの噴出方向は、降着円盤の角運動量軸またはブラックホールのスピン軸によって決定される。ジェットの生成メカニズム、そして非常に小さなスケールでのジェットの組成は、天文観測機器の分解能が低すぎるため、現在理解されていない。ジェットは電波帯域で最も顕著な観測効果を示し、超長基線干渉法を用いて、サブパーセクスケールの分解能で放出されるシンクロトロン放射を研究することができる。しかし、シンクロトロンと逆コンプトン散乱過程を介して、電波からガンマ線領域までのすべての波長帯で放射されるため、AGNジェットは観測される連続放射の2番目の潜在的な発生源となる。

降着を支配する方程式には、「放射効率の低い」解のクラスが存在する。いくつかの理論が存在するが、その中で最も広く知られているのは、移流優勢降着流(ADAF) である。^{[ 21 ]}このタイプの降着は、エディントン限界をはるかに下回る降着率にとって重要であり、降着物質は薄い円盤を形成しないため、ブラックホールに近づくにつれて獲得したエネルギーを効率的に放射しない。放射効率の低い降着は、銀河団内の楕円銀河の中心にある大質量ブラックホールからの強い AGN 型の放射がないことを説明するために使用されてきた。そうでなければ、高い降着率とそれに伴う高い光度が期待されるはずである。^{[ 22 ]}放射効率の低い AGN は、降着円盤を持つ標準的な AGN の特徴の多くを欠いていると予想される。

AGNに関連する銀河が光学的に分解可能な場合、それらはセイファート銀河と呼ばれます。これらは、広輝線の存在に応じてタイプ1またはタイプ2に分類されます。^{[ 25 ]}

• 電波静穏クエーサーまたはQSO。これらは基本的にセイファート1型銀河のより明るいバージョンです。電波が強いものと弱いものの区別は恣意的で、通常は限界光学等級または光学光度と電波光度の比で表されます。^{[ 26 ]}クエーサーは、もともと光学画像では「準恒星」でした。なぜなら、クエーサーの光度は宿主銀河の光度よりも大きかったからです。クエーサーは常に強い光学連続放射、X線連続放射、および広幅と狭幅の光学輝線を示します。一部の天文学者は、この種のAGNにQSO（準恒星状天体）という用語を使用し、電波が強い天体に「クエーサー」という用語を留保していますが、他の天文学者は電波静穏クエーサーと電波強いクエーサーについて語っています。クエーサーの宿主銀河は、渦巻銀河、不規則銀河、または楕円銀河である可能性があります。クエーサーの光度と宿主銀河の質量には相関関係があり、最も光度の高いクエーサーは最も質量の大きい銀河（楕円銀河）に存在している。
• 「クエーサー2」。セイファート2型天体と同様に、クエーサーに似た光度を持つものの、強い光学的核連続放射や広輝線放射を持たない天体である。観測調査では稀にしか見られないが、いくつかのクエーサー2候補天体が特定されている。

電波放射の強い活動銀河核には、いくつかの亜型が存在する。

• 電波放射の強いクエーサーは、ジェットからの放射が加わる点を除けば、電波放射の弱いクエーサーと全く同じように振る舞います。そのため、強い光学的連続放射、広幅および狭幅の輝線、強いX線放射に加え、核放射やしばしば広範囲にわたる電波放射を示します。
• 「ブレーザー」（BL Lacertae（BL Lac）天体と光学的に激しい変光星（OVV）クエーサー）は、急速に変化する偏光した光、電波、X線放射によって区別されます。BL Lac天体は、広幅または狭幅の光輝線を示さないため、その赤方偏移は宿主銀河のスペクトルの特徴からのみ決定できます。輝線の特徴は、本質的に存在しないか、または単に付加的な変光成分によって覆い隠されている可能性があります。後者の場合、変光成分が低いレベルにあるときに輝線が見えることがあります。^{[ 27 ]} OVVクエーサーは、急速に変化する成分が加わった標準的な電波放射クエーサーのように振る舞います。どちらの種類の天体でも、変光放射は視線に近い方向に向いている相対論的ジェットから発生すると考えられています。相対論的効果は、ジェットの光度と変光の振幅の両方を増幅します。
• 電波銀河。これらの天体は核と広がりを持った電波放射を示します。その他のAGN特性は不均一です。これらは大きく低励起クラスと高励起クラスに分類できます。^{[ 28 ] [ 29 ]}低励起天体は強い狭線または広線の輝線を示さず、存在する輝線は別のメカニズムによって励起されている可能性があります。^{[ 30 ]}それらの光学的およびX線核放射は、純粋にジェットから発生しているという見解と一致しています。^{[ 31 ] [ 32 ]}これらは、放射効率の低い降着を伴うAGNの現在の最有力候補である可能性があります。対照的に、高励起天体（狭線電波銀河）は、セイファート2型銀河と同様の輝線スペクトルを持っています。比較的強い核光学連続放射を示す広線電波銀河の小さなクラス^{[ 33 ]}には、単に低光度電波放射クエーサーである天体が含まれている可能性があります。電波銀河の宿主銀河は、その輝線タイプに関わらず、基本的に常に楕円銀河である。

• 3C 273：最初に発見されたクエーサーで、相対論的ジェットが特徴的（z=0.158）。
• 3C 48：赤方偏移が測定された最も初期のクエーサーの1つ（z=0.367）。
• TON 618：赤方偏移z=2.219に位置する、既知のブラックホールの中で最も質量が大きいブラックホール（約660億太陽質量）の1つを宿す超高輝度クエーサー。
• ツインクエーサー：重力レンズ効果を受けた最初のクエーサーで、介在する銀河によって2つの像に分裂している（z=1.41）。
• アインシュタイン・クロス：クエーサーが重力レンズ効果によって4つの像に分裂し、十字形を形成している。これは一般相対性理論（z=1.695）によって予測された重力レンズ効果を示している。
• ポニウアエナ：既知のクエーサーの中で最も遠いものの1つ（z=7.52）で、ビッグバンから約7億年後に形成され、初期のブラックホール形成に関する知見を提供している。
• CTA-102：変動性で知られる電波放射の強いクエーサー（z=1.037）。
• クローバーリーフ・クエーサー：クローバーリーフに似た4つの像にレンズ効果で分割されたクエーサーで、既知の高赤方偏移のCO放出源の中で最も明るい（z=2.558）。

• メシエ87：2019年にイベントホライズンテレスコープによって撮影された、超大質量ブラックホール（太陽質量の65億倍）を持つ巨大な楕円銀河。そのジェットは数千光年にわたって伸びている（赤方偏移z=0.00428）。
• ケンタウルス座A：最も近い電波銀河の1つで、ダストレーンと相対論的ジェットで知られています（0.00183）。
• はくちょう座A：潮汐変形を受けた銀河と特定された強力な電波源であり、AGNフィードバックの研究におけるベンチマークとなっている（z=0.0561）。
• ヘルクレス座A：VLA（赤方偏移z=0.154）などの電波望遠鏡で観測される、約100万光年に及ぶ巨大な電波ジェットを特徴とする。
• アルキオネウス：既知の電波銀河の中で最大で、ジェットは1630万光年も伸びており、LOFAR（z=0.2467）を用いて発見された。
• TGSS J1530+1049：既知の電波銀河の中で最も遠い天体（z=5.72）であり、初期宇宙の構造に関する知見を提供する。

• メシエ77：星形成リングを持つ典型的なタイプ2セイファート銀河で、ブラックホールとの相互作用についてALMAを用いて広範囲に研究されている（z=0.00379）。
• NGC 4151：典型的なタイプ1セイファート銀河で、変動するX線放射とよく研究されている降着円盤（z=0.00332）で知られています。
• サーキヌス銀河：ガスリングが放出された近傍のタイプ2セイファート銀河。塵の影響で赤外線で明るく見える（z=0.00145）。
• NGC 7469：スターバースト活動を伴う高輝度赤外線セイファート1型銀河で、初期のセイファート銀河研究に含まれていた（z=0.0163）。
• NGC 7319：ステファンの五重星の一部であり、ウェッブ望遠鏡の観測によって発見された隠れた活動銀河核（z=0.0225）を内包している。
• マルカリアン231：クエーサーのようなAGNを持つ超高輝度赤外線銀河で、大規模な合体の証拠を示している（z=0.0415）。

• BL Lacertae：BL Lac天体のプロトタイプであり、最小限の輝線と変動性（z=0.069）を特徴とする。
• マルカリアン501：ガンマ線フレアとジェットの研究で知られるTeVブレーザー。高エネルギー天文学の重要なターゲット（z=0.034）。
• PKS 0537-286：遠方のガンマ線ブレーザー。NASAが調査するガンマ線源の中でも特に重要な天体の一つで、初期宇宙のブラックホール（z=3.104）を探査している。