Aktívne jadro galaxie

Aktívne galaktické jadro (AGJ) je kompaktná oblasť v centre galaxie, ktorá je v niektorej časti elektromagnetického spektra, zvyčajne naprieč celým spektrom, omnoho jasnejšia ako normálne galaxie. Tieto extrémne emisie boli pozorované v každej časti elektromagnetického spektra. Galaxie, v ktorej sa AGJ nachádza, sa nazýva aktívna galaxia. Predpokladá sa, že žiarenie AGJ je výsledkom akrécie hmoty okolo supermasívnej čiernej diery v centre materskej galaxie. AGJ je najjasnejším dlhodobým zdrojom elektromagnetického žiarenia v celom vesmíre.

Modely aktívneho jadra

Dlhodobo sa predpokladá, že zdrojom energie AGJ musí byť akrécia materiálu obrovskou čiernou dierou (10⁶ až 10⁹ násobok hmot. Slnka).  Aktívne galaktické jadrá sú kompaktné a zároveň dlhodobo extrémne žiarivé. Akrécia môže veľmi efektívne premieňať potenciálnu a kinetickú energiu na žiarenie a veľké čierne diery majú vysokú Eddingtonovu žiarivosť, vďaka tomu dokáže produkovať pozorované dlhodobo extrémne žiarenie.  Predpokladá sa, že  supermasívne čierne diery sa nachádzajú v jadrách väčšiny, ak nie všetkých veľkých galaxií.

Akrečný disk

Podľa štandardného modelu opisujúceho AGJ vytvára chladný materiál v blízkosti čiernej diery akrečný disk. Procesy v akrečnom disku presúvajú hmotu smerom do stredy a moment hybnosti smerom von, a to spôsobuje zahrievanie disku. Spektrum akrečného disku je najsilnejšie v oblasti UV a viditeľného spektra. Navyše nad akrečným diskom vzniká koróna z horúceho materiálu, ktorá môže zvýšiť energiu fotónov až do röntgenového spektra pomocou inverzného Comptonovho javu. Chladný materiál v blízkosti čiernej diery je excitovaný žiarením z akrečného disku, a preto vyžaruje čiastočné emisné čiary. Medzihviezdny plyn a prach v blízkosti akrečného disku pohltí veľkú časť žiarenia AGJ a následne ju znovu vyžiari v inej časti spektra, prevažne infračervenej.

Relativistické prúdy

V niektorých akrečných diskoch vznikajú v blízkosti disku v opačných smeroch dva úzke výtokové prúdy. Smer prúdov je daný buď osou momentu hybnosti disku alebo osou rotácie čiernej diery. Mechanizmus vzniku prúdov a ich zloženie nie je známy, hlavne pre nízke rozlíšenie astronomických nástrojov. A tak pozorovania neposkytujú dostatok dôkazov na potvrdenie niektorého z viacerých teoretických modelov vzniku prúdov. Prúdy sa najviac prejavujú v rádiovej časti spektra. Vďaka inverznému Comptonovmu javu však žiaria vo všetkých častiach spektra. AGJ tak potenciálne predstavujú druhý zdroj hocijakého pozorovaného kontinuálneho žiarenia.

Radiačne neefektívne AGJ

Rovnice popisujúce akréciu majú aj skupinu "radiačne neefektívnych" riešení. Najznámejšie z nich je tzv. akrečný tok, ktorému dominuje advekcia (z angl. ADAF - Advection Dominated Accretion Flow),, existujú však aj iné teórie. Pri tomto druhu akrécie, dôležitom pri akrečnej rýchlosti hlboko pod Eddingtonovým limitom, nevytvára akrečná hmota tenký disk a nevyžaruje energiu získanú pohybom smerom k čiernej diere tak efektívne. Radiačne neefektívna akrécia poskytuje vysvetlenie pre nedostatok silnej radiácie druhu AGJ pri čiernych dierach v jadrách eliptických galaxií, kde by sa dala očakávať vysoká akrečná rýchlosť a zodpovedajúci vysoký jas.

Urýchľovanie častíc

AGJ sú hlavným kandidátom na zdroj extrémne vysokoenergetického kozmického žiarenia.

Typy aktívnych galaxií

Aktívne galaktické jadrá sa delia do dvoch skupín, konvenčne nazvaných rádiovo tiché a rádiovo hlasné. V prípade rádiovo hlasných objektov dominujú v žiarení AGJ emisie z prúdov a lalokov, ktoré vytvárajú. Rádiovo tiché objekty sú jednoduchšie, pretože emisie prúdov sú zanedbateľné.
Terminológia je často v prípade AGJ zmätočná, pretože rozdiely medzi druhmi AGJ skôr odrážajú historické rozdiely v spôsobe objavenia ako reálne fyzikálne rozdiely.

Kozmologické využitie a vývoj

Aktívne galaxie držali veľmi dlho všetky rekordy pre objekty s najväčším červeným posunom v optickom a rádiovom spektre, hlavne pre ich svietivosť. Stále majú svoju úlohu vo výskume raného vesmíru, napriek tomu, že AGJ nepredstavujú typické galaxie s vysokým červeným posunom.