活动星系核

在活动星系核的标准模型中，靠近黑洞的冷物质形成吸积盘。吸积盘中的耗散过程向内转移物质，角动量向外，与此同时使得吸积盘变热。吸积盘的预测发射谱线在可见光-紫外达到最大；除此之外，热物质的冕在吸积盘之上形成，拥有以反康普顿散射的方式将光子提高至X光的能量。从吸积盘而来的辐射激发了接近黑洞的原子性物质，反过来在特定的发射线上发出辐射。活动星系核辐射的很大部分可能被靠近吸积盘的星际物质和宇宙尘所遮蔽，但（在稳定状况下）这将会以其他波段--绝有可能是红外波段--重新辐射出来。

由哈勃空间望远镜拍摄的、长达5000光年、由活动星系M87星系喷射的喷流图片。这种蓝色同步辐射与来自宿主星系的黄色星光形成反差。

一些吸积盘产生一对高准直、快速流出物的喷流，这对喷流在吸积盘的相反方向出现。喷流的方向不是由吸积盘的角动量轴就是由黑洞的旋转轴决定的。由于天文仪器的分辨率过低，如今对喷流的产生机制以及在小尺度上喷流的成分仍未有了解。在无线电波段上，喷流拥有最明显的观测结果，超长极限干涉测量能用作在吸积盘散发的，在次秒差距尺度分辨率上的同步辐射的研究。然而，它们经由同步辐射和康普顿散射过程，辐射范围覆盖无线电波段至γ射线，因而活动星系核是第二个可任意观测连续辐射的潜在来源。

有一种解析吸积的模式，称为“低效辐射”。其中广为认知的是平流主导吸积流（ADAF），[18]但也有其他理论。对处于爱丁顿光度下的吸积速率来说，这种吸积类型非常重要。在这种吸积之下，所吸积的物质不会形成薄盘，因而不存在靠近黑洞而获得有效的能量辐射。辐射低效吸积能用来解析星系群中椭圆星系的中心黑洞的强活动星系核类型辐射的缺失。[19]辐射低效活动星系核将用作缺乏许多特征、有吸积盘的标准活动星系核。

• 低电离星系核（LINER）。如同名称表明的那样，这些系统只有弱核发射线区域，没有活动星系核发射线的其他特征。暂未确定是否所有这样的星系核都是活动星系核（由超大质量黑洞吸积驱动）。如果它们是，它们将成为射电宁静类活动星系核中光度最低的一种。一些与低激发射电星系类似。（参考下面）
• 塞弗特星系核。塞弗特星系核是最早确认的活动星系核清晰门类。它们拥有狭窄的可见光核心发射谱线，偶尔宽广的发射线、偶尔强烈的核X光发射、有时弱且小尺度无线电喷流。起初它们被分为两类：塞弗特I型和II型：塞弗特I型有着宽广的发射线而II型没有，塞弗特I型更像拥有强烈的低能X光发射。在这个问题上存在多种形式的阐述：例如，有着相对狭窄的宽线的塞弗特1型有时指的是窄线塞弗特I型。塞弗特星系核的宿主星系通常是螺旋星系或不规则星系。
• 射电宁静类星体/QSO。本质上是塞弗特I型星系核的更加明亮的版本：区别是很随意的，通常使用限制的光量级来表达。类星体起初在图像上“类似恒星”，通常来说，它们比它们的宿主星系来说，有着强烈的可见光连续发射。它们一直发射着强烈的可见光连续发射、X光连续发射，宽或窄的可见光发射线。一些天文学家使用术语QSO（类恒星天体）来称呼这种类型的活动星系核，以便其他人讨论到射电宁静和射电噪类星体时，为射电噪天体保留着“类星体”的名称。类星体的宿主星系可能是螺旋星系、不规则星系或椭圆星系。类星体的光度和宿主星系的质量有相关性，最明亮的类星体寄宿于质量最大的星系（椭圆星系）中。
• “类星体2型”。与塞弗特II型星系核类似，这些天体的光度与类星体相似，但没有强烈的可见光核连续发射或宽线发射。在调研中它们很少见，尽管已确认了一定数量的类星体2型候选者。

参见主条目射电星系，以讨论喷流的大尺度行为，这里仅仅讨论活动星系核。

• 射电噪类星体表现得和拥有从喷流发出的额外发射线的射电宁静类星体一模一样。因而它们表现出强烈的可见光连续发射、宽和窄的发射线、强烈的X光发射，连同核心和经常延长的无线电波发射。

• “耀变体” （蝎虎座BL型天体和光学剧变类星体）由急剧变化、可见光、无线电波、X光发射偏振区分出来的。蝎虎座BL型天体没有宽或窄的可见光发射线，因而它们的红移量仅能从它们的宿主星系的特征决定。发射线特征可能实质上已缺失，或被额外的变化成分吸收了。在后一种情况中，当可变成分处于低水平时，发射线可能会变得可见。[20]OVV型类星体表现得更像加了快速可变成分的标准射电噪类星体。在这两种类型的射电源中，变幻无常的发射线据信是从接近视线方向的喷流中发出的。相对论效应既放大了喷流的光度，也增强了变化的丰富度。
• 射电星系。这些天体指名了核心和延长了的无线电波发射。它们的其它活动星系核特性多种多样。它们大体上可以分为低激励和高激励两类。[21][22]低激励天体没有强烈的窄发射线或宽发射线，它们拥有的发射线可能是由不同的机制激发的。[23]它们拥有连续的可见光和X光核发射，这些发射纯粹是在喷流中产生的。[24][25]对辐射低效吸积盘活动星系核来说，它们是目前最佳的候选者。相比之下，高激励天体（窄线射电星系核）拥有与塞弗特II型星系核类似的发射谱线。宽线射电星核系的一小类型，展示了相对较强的核可见光连续发射[26]可能包含一些简单的低光度射电噪类星体天体。无论射电星系核的发射线类型怎么样，它们的宿主星系全部都是椭圆星系。

在低亮度之下，被统一建模的天体是塞弗特星系核。统一模型提出，在塞弗特I型星系核中，观测者能直接观测到活动星系核。在塞弗特II型星系核中，星系核是从一个可见光连续区、宽线区和软X光辐射受阻挡的视线中观测到的。方向独立吸积模型的关键认知是，如果只是观测到的视线的角度一样，这两种类型天体能够是一样的。标准情况是具有环绕吸积盘的遮蔽圓環。遮蔽物必须足够大，以遮蔽宽线区，但不足以遮蔽窄线区。在两个类型上都能看到宽线区和窄线区。塞弗特II型星系核是透过圆环被看到的。圆环之外的是一些能分散一些核辐射的物质，允许我们看到可见光和X光连续区，在某些情况下，被强烈偏振的宽辐射线展示了它们已被分散，证明了一些塞弗特II型星系核确实含有隐藏的塞弗特I型星系核。塞弗特II型星系核的核心红外线观测结果也支持该情况。

在更高的亮度上，类星体取代塞弗特I型星系核，但如已提到的那样，对应的'II型类星体'如今是难以发现的。如果它们确实没有塞弗特II型星系核散乱的成分，将难以通过它们明亮的窄线和硬X光发射去发现它们。

在历史上，射电噪统一模型上的工作已集中到高亮度射电噪类星体上。这些天体能和窄线射电星系一起，用一种直接类比于塞弗特I/II型统一模型的方式统一起来（但在反射成分方式上没有更多难题：窄线射电星系没有核可见光连续区或X光反射成分，尽管它们确实偶尔出现偏振宽线发射）。这些天体的大尺度射电结构证明了基于方向的统一模型确实是正确的、不可抗拒的证据。[29][30][31]目前可用的X光证据，支持统一的情况：射电星系显示了从圆环而来的分散，而类星体没有，尽管射电噪天体也有软吸收喷流的相关成分，但必须要有高分辨率的观测仪器以从源头的大尺度热气体环境中分离出热辐射。[32]从视线的一个小角度上看，相对论性喷流占统治地位，而我们看到一个有一些变化的耀类星体。

然而，射电星系中绝大部分是低光度、低激励的天体，这些天体不具有强烈的核发射线--无论是宽或窄；它们具有可见光连续区，看似完全与喷流相关的。[24]它们的X光辐射也单纯是与喷流并存，大体上没有强烈的核吸收成分。[25]这些天体不能看做类星体，尽管在射电辐射观测看来，它们包含一些高光度天体，是因为圆环从来不能针对所需成分隐藏窄线区域，也是因为红外研究揭示了它们没有隐藏的核成分。[33]实际上在这些天体上没有事关圆环的证据。十之八九，仅在相对性辐射是重要的天体上形成不同的类型。在小视线角度上，它们表现为耀变体。[34]

在最近的活动星系核文献中，增加的观测资料似乎与统一模型的一些关键预测相矛盾，这成为了激烈辩论的主题。例如，每一个塞弗特II型星系核有着模糊的塞弗特I型星系核（一个隐藏的宽线区）。

因而，没人能够知道所有塞弗特II型星系核的气体是否从中心的单一、非恒星连续源头被光电离化，抑或是由于强烈的星暴。分光偏振研究[35]表明只有50%的塞弗特II型星系核有隐藏的宽线区，从而将塞弗特II型星系核分为两种。两种塞弗特II型星系核似乎在光度上有所不同，没有隐藏宽线区的塞弗特II型星系核一般亮度较低。[36]这表明了缺乏宽线区的塞弗特II型星系核与爱丁顿比率较低相关，而与遮蔽物无关。

圆环的覆盖因子可能扮演了一个重要角色。一些由活动星系核的X光研究支持的圆环模型[37][38]预测了塞弗特I型星系核和塞弗特II型星系核能够从圆环覆盖因子的光度-和吸积速率相关性获得不同的覆盖因子。[39]该模型也表明了宽线区域的吸积速率的相关性，提供了从更活跃的塞弗特I型星系核到更死气沉沉的塞弗特II型星系核的自然演化的理论基础[40]，能够解释低光度下统一模型的失效[41]和宽线区的演化。[42]

单一活动星系核的研究严重偏离于统一模型，来自统计测试的结果已与之相矛盾。使用塞弗特I型星系核和II型星系核的统计样本的直接比较的统计方法的最重要缺点是选择偏好的引入，这种选择偏好是各向异性选择标准带来的。[43][44]

研究邻近星系--而不是活动星系核自身[45][46][47]首先表明了塞弗特II型星系核邻近的星系数量大于塞弗特I型星系核的，这与统一模型相矛盾。今天，克服了先前小样本量和各向异性选择的限制之后，对邻近成百上千个活动星系核临近星系的研究[48]显示了塞弗特II型星系核的邻近星系实际上比I型的含有更多灰尘、形成更多的恒星，活动星系核类型间的联系，掌控着星系的形态和碰撞历史。此外，活动星系核类型的角度聚类研究[49]确认了它们居于不同环境中，显示了它们居于不同质量大小的暗物质光轮中。活动星系核环境研究与基于演化的、塞弗特II型星系核在合并中转化为塞弗特I型星系核的统一模型一致[50]，支持了早期的合并驱动激活塞弗特I型星系核核的模型。

尽管关于每一个独立研究的论战仍在继续，但他们全部同意最简单的、基于视角的活动星系核统一模型是不完善的。看起来在恒星形成和活动星系核的能量来源方面，塞弗特I型星系核和塞弗特II型星系核都是不同的。[51]

尽管一个模糊的塞弗特I型星系核能够表现为塞弗特II型星系核可能很有效，但不是所有的塞弗特II型星系核一定要寄宿于模糊的塞弗特I型星系核上。是否是相同的模式在驱动着所有的塞弗特II型星系核、与射电噪活动星系核的联系、一些活动星系核的在短时间内两种类型间的变化机制、活动星系核类型与小/大尺度环境的联系的理解，对试图涵盖任一活动星系核的统一模型来说，仍然是重要的问题。