電波星系

電波星系是在無線電波長上非常明亮的星系。它們有活躍星系核，或者說，可能有類星體、耀變體。它們從10 MHz到100 GHz的光度流量累計達10³⁹ W。 在星系中央，兩道噴流和周圍的介質發生了相對論性發光，發射了同步輻射。電波星系可以在遙遠的距離外被觀測到，可以做為觀測宇宙學上可貴的工具。研究集中在星際物質和星系團上。

發射過程

鄰近的電波星系半人馬座A的假色影像，顯示電波（紅色）、24微米的紅外線（綠色）和0.5至5K電子伏特的X射線（藍色）。可以看見噴流在這三個波段都發射出同步加速輻射。瓣只發射出電波範圍的頻率，因此呈現紅色。氣體和塵粒在紅外線波段發出熱輻射，來自熱氣體發射的熱X射線呈現出藍色的外殼環繞着瓣，特別是在南邊（下方）。

來自電波喧噪活躍星系的電波發射是同步加速輻射，被臆測是非常平滑的、自然的寬頻和高度偏振。這暗示發射電波的等離子體包含，至少是，有相對論性速度（洛侖茲因子大約在～10⁴）的電子和磁場。因此等離子體必然是中性的，質子或正子必然是其中的成分之一，但是沒有辦法從同步加速輻射中直接觀察出微粒的種類。而且，沒有辦法從觀測中確定微粒和磁場的能量密度（也就是說，相同的同步加速輻射可以來自強磁場的少數幾個電子，也可以是來自弱磁場的大量電子）。它是可能在特定的發射區域內，以給定的發射率，在最低的能量密度下測量出的最低能量狀態（Burbidge 1956），但多年來沒有特別的理由可以相信在真實狀況中，任何地方的能量都在極小能量的附近。

一種與同步加速輻射是姐妹程序的是逆康普頓過程，相對論性的電子與四周的光子作用，經由湯姆生散射提高能量。來自電波喧噪源的逆康普頓發射特別重要的結果是X射線（e.g. Croston et al. 2005），因為他只與電子的密度有關（和已經知道的光子密度），對逆康普頓散射的測量允許我們估計粒子和磁場的能量密度（依賴某些模型）。這可以用來論證是否多數來源的情況都接近於極小值能量的附近。

同步加速輻射沒有被限制在電波的波長範圍內：如果電波源的粒子能被加速到足夠的能量，在紅外線、光學、紫外線或甚至在X射線，也都能檢測到在電波區域的特性。但是，後述狀況的電子必須獲得超過1Tev的能量，而在通常狀態下的磁場，電子很難獲得如此高的能量。再一次，偏振和連續光譜被用於區別來自其他過程的同步加速輻射。噴流和熱點（見下文）是常見的高頻同步加速輻射的來源。在觀測上要區別同步加速輻射和逆康普頓輻射是很困難的，幸好在進行的過程中在一些物體上會有一些歧異，特別是在X射線。

在產製相對論粒子的過程，同步加速輻射和逆康普頓輻射都被認為是粒子加速器。 費米加速在電波喧噪活躍星系中似乎是有效的粒子加速過程。

電波星系的結構

電波星系結構多樣，其實就是大家給照片上的不同形狀起了不同名字。一個星系可以包含多種結構。有叫lobes的，plumes的等等。

有叫噴流（jets）的。噴流是一個或兩個很長很窄的形狀，一頭是中心，一頭是lobes（最著名的例子是處女座星團中的室女A星系（M87））

關於無線電結構最被廣泛接受的模型是1974年的兩篇論文，它們說，噴流這種結構是活躍星系核附近的 高能粒子發射、磁場作用的痕跡，所以「噴流」也指這種變化過程。

1974年，Fanaroff和Riley將電波源分為兩類 ，現在稱這為Fanaroff–Riley 分類，分為兩種，FRI和FRII。

假色圖：FRI電波星系 NGC383

相關條目

• 活躍星系
• 類星體
• 耀變體
• 黑洞
• 相對論性噴流

延伸讀物

• Melia, Fulvio, The Edge of Infinity. Supermassive Black Holes in the Universe 2003, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-81405-8 (Cloth)

參考資料

• Barthel P.D., Is every quasar beamed?, 1989, Astrophys. J., 336, 606
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• Burbidge G., On synchrotron radiation from Messier 87, 1956, Astrophys. J., 124, 416
• Croston J.H., Hardcastle M.J., Harris D.E., Belsole E., Birkinshaw M., Worrall D.M., An X-ray study of magnetic field strengths and particle content in FRII radio sources, 2005, ApJ, 626, 733
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• Laing R.A., The sidedness of jets and depolarization in powerful extragalactic radio sources, 1988, Nature, 331, 149
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• Scheuer P.A.G, Models of extragalactic radio sources with a continuous energy supply from a central object, 1974, MNRAS, 166, 513.

外部連結

• Atlas of DRAGNs （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） A collection of radio images of the 3CRR catalogue of radio-loud active galaxies.
• Radio and optical images of radio galaxies and quasars （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• The on-line 3CRR catalogue of radio sources