開場白
哈嘍，大家好，我就是本篇文章的主角，活動星系核。我是你們人類眼中十分神奇的天體。說起來這個名字還是你們人類給我起的，因為你們的天文學家看到我這樣的星系核和正常的星系核不一樣，特別愛活動，還常常噴出巨大的能量。哈哈，不得不說我還是很喜歡這個名字的，我確實是個不安分的孩子。不要誤會哈，我說自己是孩子是因為我同我的一些同類，那些不知道已經存在了多久的老怪物相比我的年齡算小的，但是和你們人類比起來我真的是非常老了。而且我離你們遠著呢，足足有十億光年呢。所以你們看到的其實是十億年前的我，怎麼樣，我可以當你們祖宗的祖宗的祖宗的祖宗……（此處省略無數個祖宗）的祖宗了吧。
活動星系核本核那麼我到底是個什麼東西呢。噓，先別說話，直接上圖，讓你們看看我的美貌。
這是你們人類構造出來的我的模型，可以看到我主要有以下幾項基本組成部分：1） 超大質量黑洞。我的中心可是一個很兇猛的黑洞，質量可以達到1000000000個（不用數了，1後面九個0）太陽質量。這是我的心臟啊，它靠吸積大量的物質來提供能量，知道我為什麼這麼活潑好動了吧？因為能量實在是太多了呀。2） 吸積盤。看到黑洞周圍那圈物質了嗎，那是黑洞透過吸引大量的物質形成的吸積盤。物質被黑洞吸積的過程中會透過摩擦等過程加熱吸積盤，使得物質將自己的勢能和動能轉化為輻射。而且在吸積盤的上下兩面會形成熱物質暈，裡面被加熱的粒子變得異常好動，會撞擊光子，使得光子的能量增大，形成高能量的輻射。3） 寬線區。黑洞周圍的一些冷物質的輻射譜線比較寬，這是因為它們離黑洞較近，運動速度較大，導致輻射出的光子產生了一系列的多普勒位移。4） 分子塵埃環。由分子和塵埃構成的環形遮蔽物質，位於吸積盤和寬線區之間，這是我的面紗，我不會讓你們人類輕易地看清我的模樣的。它會遮蔽黑洞和吸積盤的一部分輻射，並在紅外和波長更長的波段重新輻射。5） 窄線區。它比寬線區離黑洞的距離更遠，那裡的冷物質的運動速度較慢，輻射出的光子的多普勒效應更弱。6） 噴流。來自黑洞周圍的帶電粒子。中心黑洞的磁場很大，使得周圍的帶電粒子被牢牢地束縛住。再頑皮的帶電粒子也很難掙脫黑洞磁場的懷抱，只能乖乖地沿著磁力線加速運動，同時吸積盤和其他吸積產生的濃密的氣體層阻止了帶電粒子向外運動。但是那些電子被磁場加速後更加不安分，在拼命得尋找著突破口。在垂直於吸積盤盤面的方向上，黑洞的兩個磁極處，磁場最強烈，那裡的帶電粒子最有幹勁。而且那裡的吸積物質也比較少，所以帶電粒子最有可能在那裡突破吸積物質的封鎖，衝殺出來，所以在垂直於吸積盤盤面的方向上會形成高度準直的噴流。而且噴發出來的粒子的速度很高呢，甚至能接近光速！以上就是我基本的組成部分，希望有朝一日你們能親眼看到我真實的模樣。到時候你們可要做好心理準備，因為我的體型非常大呢。那個分子塵埃環的半徑可以達到300多光年呢，而噴流的尺度甚至可以達到1000000光年的量級，別不信，這是你們觀測到的，所以在你們看來我就是個超級大胖子。好了，你們的天文學家搞出來的模型講完了，那麼這個模型為什麼叫統一模型呢。這就要說說我們活動星系核和你們人類之間不得不說的故事了。
活動星系核與人類之間不得不說的故事人類對我們的觀測研究已有百餘年的歷史。這個故事起源於人類探測到一系列不同尋常的天體：塞弗特星系1908年，一個叫做法特的人類首次得到了NGC1068和M81星系核的發射線，它們都是我的同類。這應該是你們人類首次公開發表關於我們活動星系核的文章，我們和你們之間的故事就此開始。從那以後你們對我們的瞭解和認識不斷提高。1943年，塞弗特觀測到了一些不同尋常的星系，這些星系現在被稱為“塞弗特星系”。其特點有：（1）明亮且緻密的恆星狀的核。（2）光譜裡有大量的高度激發和電離的發射線和在正常星系裡沒有的禁線。（3）輻射光度較強。
類星體類星體在20世紀60年代被你們發現。1960年發現的天體3C48在光學波段的觀測影象上看起來是一顆恆星，但是發射線位於不同尋常的波長處，不知道對應什麼元素。後來又觀測到了一些類似的天體。你們中的天文學家施密特指出那些發射線是氫元素的譜線，只是紅移非常大，線被移到了其他位置而已。高紅移意味著距離很遙遠，而它的亮度是普通恆星的亮度，這說明它們的實際輻射出的能量非常大！類星體的特點有：（1）類星（要不然也不會叫做類星體），有些還有噴流結構。（2）強的發射線，寬線和窄線都有。（3）紫外輻射很強，顏色顯得發藍。（4）光學波段的輻射強度有明顯的變化，且沒有統一的光變週期。（5）大紅移。類星體的紅移普遍很大，目前發現的最大紅移值達到了7。
射電星系1948年，具有強射電輻射的星系天鵝座A天體被探測到，它的射電強度在你們所在的銀河系的一百萬倍以上。之後又發現了很多具有強烈的射電輻射的星系，它們的特點有：（1）強烈的射電輻射。（2）大部分射電結構有兩個分立的射電源，兩邊有巨大的射電瓣。（3）中心有噴流。
耀變體1929年發現的蠍虎座BL天體是一個橢圓星系，但星系核十分明亮。後來發現一系列類似的天體，它們統稱為耀變體，其特點有：（1）十分明亮的星系核。（2）在光學、射電、X射線波段的輻射有劇烈的變化。（3）沒有寬或窄的發射線和吸收線。
圖6 耀變體PKS 2155-304（來源：網路）圖6 耀變體PKS 2155-304（來源：網路）
這些奇特的天體有相似之處，比如都有強烈的輻射，但也有不同的觀測特徵。我們都知道，同一個東西從不同的角度去看可能會看到不同的影象。你們聰明的天文學家就結合現有的理論和大量的觀測事實，猜測這些天體本質上是相同的，只是觀測的角度不同而已。哈哈，好像被你們發現了不得了的東西。天文學家們將這些看起來不同的天體統一到了一個模型中，那個模型就叫做統一模型，其很好地解釋了很多的觀測現象。比如，如果視線方向與吸積盤平面大致平行，則會看到很明顯的向兩邊延展的噴流，並有強烈的射電輻射，這就是射電星系。從噴流噴射的方向看去，就看到了明亮的核區，這就是類星體。從其他角度則看到其他型別的天體。這就是你們人類對我們的探索和認識，我得承認我還是很佩服你們的，還處在地球的懷抱之中就取得了不少的成果。但是你們還沒完全看清我的真面目，關於我你們還有不知道的事情，比如黑洞吸積和能量釋放的過程具體是怎麼樣的、噴流維持的機制、活動星系核各種觀測到的種類是否都可以用統一模型解釋等等，我還藏著不少的秘密噢。加油吧，人類，我在宇宙深處等著你們。
參考文獻[1] Wikipedia. Active galactic nucleus[2] 向守平. 天體物理概論. 中國科學技術大學出版社: 2018: 218-234[3] 曹婷婷. 活動星系核的射電偏振研究. 貴州大學碩士學位論文: 2018: 1-48[4] C. F. Andrew. Active galactic nuclei. Proc. Natl. Acad. Sci. USA : 1999, 96: 4749-4951[5] N. Hagai. Physics and evolution of active galactic nuclei. Cambridge University Press: 2013: 1-27.