גלקסיית סייפרט

גלקסיית סייפרט (אנגלית: Seyfert Galaxy על שם האסטרונום קארל סייפרט) היא גלקסיה בעלת גרעין פעיל, שבדומה לקוואזר הוא בהיר מאוד והקרינה שלו מכילה ספקטרום פליטה המעיד על יינון של החומר שבו. ההבדל בין גלקסיית סייפרט ובין קוואזר הוא שבקוואזר לא ניתן להבחין בגלקסיה המקיפה את הגרעין הפעיל.

היסטוריה

כבר במאה ה-18 תוארו חלק מהערפיליות, כמו M106 כמכילות גרעין בהיר במיוחד או כמו M77 ככוכב המוקף בערפילית. בשנת 1908 הראו תצפיות שנעשו במצפה הכוכבים ליק שהקרינה הנפלטת ממרכז M77 מכילה קווי פליטה רחבים במיוחד שמראים על ענני גז מיונן שנע במהירויות גבוהות מאוד שמגיעות למאות קילומטרים בשנייה. בשנת 1943 פרסם קארל סייפרט מאמר, שבו הראה שהשילוב של גרעין גלקטי בהיר עם פסי פליטה רחבים קיים גם בגלקסיות NGC 1275‏, NGC 3516‏, NGC 4051‏, NGC 4151 ו-NGC 7469, ובעקבותיו התקבל השם גלקסיית סייפרט לגלקסיות עם המאפיינים האלה. בשנת 1955 התגלה ש-M77 ו-NGC 1275 הם גם מקורות חזקים של גלי רדיו. ב-1959 טען האסטרונום ההולנדי לודוויק וולטייר שלפי התצפיות גודל הגרעין לא יכול להיות גדול מ-100 פארסק, פסי הפליטה הרחבים מראים על מהירויות שמגיעות ליותר מ-1,000 קילומטר בשנייה ומכיוון שכאחוז אחד מהגלקסיות שנצפו הן גלקסיות סייפרט, אז המצב הזה נמשך לפחות אחוז מאורך חיי הגלקסיות, כלומר לפחות 100 מיליון שנים. וולטייר טען שהדרך היחידה שבה יכול חומר לנוע בתחום קטן כל כך, במהירות גבוהה כל כך ובלי שהגרעין יתפרק במשך כל כך הרבה זמן, היא שקיים בגרעין גוף על-מסיבי שמחזיק את החומר כבידתית וגוף זה חייב להיות עם מסה של מאות מיליוני מסות שמש. בשנת 1973, אחרי שהתגלו גלקסיות סייפרט רבות, הציע האסטרונום דניאל וידמן חלוקה לשני סוגים של גלקסיות סייפרט: סוג I שבו פסי הפליטה המותרים (למשל של מימן נייטרלי או של הליום מיונן) הם רחבים ופסי הפליטה ה"אסורים" (למשל פסי פליטה של חמצן מיונן פעמיים) הם צרים וסוג II שבו כל פסי הפליטה הם צרים. קיומן של גלקסיות סייפרט שאינן תואמות לחלוטין אף אחד מהסוגים הביא לסיווגי משנה נוספים. עם השיפור באמצעי התצפית התברר שהרבה גלקסיות שלא סווגו כגלקסיות סייפרט, מכילות גרעין פעיל ויוצרות ספקטרום פליטה וההערכה הראשונית שגלקסיות אלה מהוות כאחוז מהגלקסיות השתנתה ומקובל להניח שלמעשה הן מהוות לפחות 5 אחוזים מהגלקסיות וככל הנראה למעלה מ-10 אחוזים מהן.

מאפיינים

גלקסיות סייפרט הן ברובן גלקסיות מוט ספירלית ומיעוטן הן גלקסיות אליפטיות. לכולן יש גרעין פעיל שמקובל להניח שהוא מכיל בתוכו חור שחור על-מסיבי. הגרעין של גלקסיות סייפרט פולט קרינה באור נראה שעוצמתה שקולה לעוצמת ההארה של כלל כוכבי הגלקסיה ומגיעה לעוצמות הארה של פי 10¹¹ מעוצמת ההארה של השמש. כ-5 אחוזים מגלקסיות סייפרט הן גם גלקסיות רדיו שמתאפיינות בפליטה חזקה של גלי רדיו. פסי הפליטה הבולטים בקרינה הנפלטת מהגרעין מראים על נוכחות של מימן, הליום, חמצן וחנקן והרחבת דופלר של הפסים מראה על מהירויות שנעות מ-500 קילומטר בשנייה ועד ל-4,000 קילומטר בשנייה. התאוריה המקובלת היא שהחור השחור שבמרכז הגלקסיה מושך אליו חומר ויוצר סביבו דיסקת ספיחה. בשל כוח המשיכה העצום, החומר בדיסקה נע במהירות רבה והדחיסה וההתנגשויות שבתוכה מחממות את החומר לטמפרטורות שמגיעות לעשרות-אלפי קלווין וגורמות ליינון של החומר ולפליטת הקרינה.

סיווג

הסיווג הראשוני של גלקסיות סייפרט נעשה על פי רוחב פסי הפליטה ה"מותרים" כאשר בגלקסיות סייפרט מסוג I הם רחבים ובגלקסיות סייפרט מסוג II הם צרים. בנוסף הגלקסיות מסוג I מאופיינות גם בפליטה של קרינה בתחום העל-סגול וקרינת X בעוד שגלקסיות מסוג II מתאפיינות בקרינה חזקה בתחום התת-אדום. בשנת 1981 הוצע סיווג על פי יחס העוצמה בין הפסים הצרים והפסים הרחבים כאשר בסוג 1.9 הפסים הרחבים חלשים וחלקם כלל לא נצפים ובסוג 1.5 לפסים הרחבים והצרים עוצמה דומה.