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Alexandra Daddario und Benutzer:As2Wi/Sandkiste:Aktiver galaktischer Kern: Unterschied zwischen den Seiten

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[[Datei:Alexandra Daddario at the Apple Store Soho in New York City, July 29, 2013.jpg|miniatur|hochkant|Alexandra Daddario (2013)]]


'''Aktive Galaxienkerne''' (englisch ''active galactic nuclei'', ins deutsche zum Teil übersetzt als ''aktiver galaktischer Kern'', abgekürzt oft auch im deutschen zu AGN) sind Zentralregionen von Galaxien, die beträchtliche Mengen an Strahlung aussenden, die sich nicht direkt auf die Strahlung von Sternen zurückführen lässt. Aus heutiger Sicht ist für die Energiefreisetzung der Materiefluss (Akkretion) auf ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum der betreffenden Galaxie verantwortlich. Die entscheidenden Regionen sind astronomisch gesehen sehr klein: Sie besitzen ungefähr die Größe unseres Sonnensystems und erscheinen daher auf Aufnahmen ähnlich wie Sterne als punktförmig. Das AGN-Standardmodell vereinheitlicht eine Reihe astronomischer Objekte, die unabhängig voneinander entdeckt worden waren und daher unterschiedliche Bezeichnungen tragen, insbesondere Radiogalaxie, Seyfert-Galaxie, Quasar, BL-Lacertae-Objekt, Blazar oder Liner.
'''Alexandra Daddario''' (* [[16. März]] [[1986]] in [[New York City]], [[New York (Bundesstaat)|New York]]) ist eine [[Vereinigte Staaten|US-amerikanische]] [[Schauspieler]]in. Sie ist [[italien]]isch-[[Ungarn|ungarischer]] Abstammung.


Da aktive Galaxienkerne zu den leuchtkräftigsten Objekten im Universum gehören, sind sie auch auf große Entfernungen noch gut zu erkennen. Damit spielen AGN in der Astronomie auch als Beobachtungswerkzeuge eine wichtige Rolle, etwa zum Nachweis intergalaktischen Wasserstoffs durch Absorpsionslinien, als ferne Lichtquelle bei Gravitationslinsen oder als so gut wie unveränderliche Bezugspunkte für Geodäsie oder Astrometrie.
== Karriere ==
Alexandra Daddario spielte von 2002 bis 2003 in 50 Folgen der [[Seifenoper]] ''[[All My Children]]'' die schlecht behandelte ''Laurie Lewis'' und beendete gleichzeitig ihre Schulausbildung an der PCS (Professional Childrens School). Anschließend trat sie abwechselnd im Fernsehen und auf der Leinwand auf. 2005 übernahm sie in dem Film ''[[Der Tintenfisch und der Wal]]'' ''(The Squid and the Whale)'' eine Nebenrolle. Im Jahr 2009 war sie in dem Film ''Jonas Brothers: Das ultimative 3D Konzerterlebnis'' zu sehen.


{{TOC limit|3}}
Daddario absolvierte auch einige Gastauftritte, so in ''[[Die Sopranos]]'' ''(The Sopranos)'', ''[[Criminal Intent – Verbrechen im Visier]]'' ''(Law and Order: Criminal Intent)'', ''[[Law & Order]]'', ''[[Conviction]]'' und ''[[Life on Mars (US-Fernsehserie)|Life on Mars]]''.


==Entdeckungsgeschichte==
2010 spielte sie an der Seite von [[Logan Lerman]] und [[Brandon T. Jackson]] im Fantasyfilm ''[[Percy Jackson – Diebe im Olymp (Film)|Percy Jackson – Diebe im Olymp]]'' die Hauptrolle der ''Annabeth Chase'', die sie 2013 auch in dessen Fortsetzung ''[[Percy Jackson – Im Bann des Zyklopen (Film)|Percy Jackson – Im Bann des Zyklopen]]'' übernahm.


[[Bild:Messier object 077.jpg|right|thumb|NGC 1068, aufgenommen im Rahmen der [[Two_Micron_All_Sky_Survey|2MASS]]-Durchmusterung]]
Zu sehen war Daddario ebenfalls im Musikvideo zu ''Radioactive'' von [[Imagine Dragons]].
Die ersten Objekte, die heutige Astronomen zu den aktiven galaktischen Kernen zählen, wurden bereits zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts entdeckt. Im Jahre 1909 veröffentlichte Edward Fath vom [[Lick-Observatorium]] seine Beobachtungen der Spektrallinien ferner [[Spiralgalaxie]]n. Überraschenderweise enthielt das Spektrum des Spiralnebels [[NGC 1068]] nicht nur [[Absorptionslinie]]n, wie sie zu erwarten waren, wenn die Strahlung der Galaxie weitgehend auf das Licht ihrer Sterne zurückgeht, sondern auch [[Emissionslinie]]n<ref>{{Literatur|Autor=E. A. Fath|Jahr=1909|Titel=
The spectra of some spiral nebulae and globular star clusters|Sammelwerk=Lick Obs. Bull.|Band=5|Seite=71|Online=http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/bib_query?1909LicOB...5...71F}}</ref> &mdash; charakteristisch für Gas, das z.B. durch hochenergetische Strahlung oder Schockwellen ionisiert wird, und ein Kennzeichen beispielsweise von [[planetarischer Nebel|planetarischen Nebeln]].<ref>Vgl. Abschnitte 11.1 und 13.2 in Lang 2013.</ref>


Die ersten systematischen Studien von Galaxienkernen, deren Spektrum Emissionslinien aufweist, gehen auf [[Carl_Keenan_Seyfert|Carl Seyfert]] zurück, der in den 1940er Jahren nachwies, dass sich diese Linien systematisch von den Emissionslinien etwa von [[HII-Region]]en unterscheiden.<ref>{{Literatur
== Filmografie (Auswahl) ==
|Autor = C. Seyfert
* 2002–2003: [[All My Children]] (Fernsehserie, 43 Folgen)
| Online= [http://nedwww.ipac.caltech.edu./cgi-bin/nph-ex_refcode?refcode=1943ApJ....97...28S Online version at IPAC]
* 2004, 2006: [[Law & Order]] (Fernsehserie, zwei Folgen)
}}, vgl. Abschnitt 2 in Shields 1999.</ref> Systematische spektroskopische Untersuchungen zeigten, dass es zwei Klassen solcher Galaxien gibt: heute als Seyfert 1 bezeichnete Exemplare mit schmalen und verbreiterten Emissionslinien sowie Seyfert 2-Galaxien, bei denen nur die schmalen Emissionslinien sichtbar sind.<ref name="KhacikyanWeedman">
* 2005: [[Der Tintenfisch und der Wal]] ''(The Squid and the Whale)''
{{Literatur
* 2005, 2009: [[Criminal Intent – Verbrechen im Visier]] (''Law & Order: Criminal Intent'', Fernsehserie, zwei Folgen)
|Autor= E. Ya. Khachikyan, D. W. Weedman
* 2006: [[Conviction]] (Fernsehserie, eine Folge)
|Titel= A spectroscopic study of luminous galactic nuclei
* 2006: [[Die Sopranos]] (''The Sopranos'', Fernsehserie, eine Folge)
|Sammelwerk=Astrophysics
* 2006: The Hottest State
|Band= 7
* 2006: Pitch
|Nummer= 3
* 2007: The Babysitters
|Seiten= 231-240
* 2008: The Attic
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/1971Ap......7..231K ADS-Eintrag]
* 2009: [[Damages – Im Netz der Macht]] (''Damages'', Fernsehserie, eine Folge)
}}
* 2009: [[Life on Mars (US-Fernsehserie)|Life on Mars]] (Fernsehserie, eine Folge)
</ref>
* 2009: [[Nurse Jackie]] (Fernsehserie, eine Folge)
* 2009–2011: [[White Collar (Fernsehserie)|White Collar]] (Fernsehserie, sieben Folgen)
* 2010: Odd Jobs (Fernsehfilm)
* 2010: Bereavement
* 2010: [[Percy Jackson – Diebe im Olymp (Film)|Percy Jackson – Diebe im Olymp]] ''(Percy Jackson & the Olympians: The Lightning Thief)''
* 2011: [[Alles erlaubt – Eine Woche ohne Regeln]] ''(Hall Pass)''
* 2011–2012: [[Parenthood (Fernsehserie)|Parenthood]] (Fernsehserie, fünf Folgen)
* 2013: [[Texas Chainsaw 3D]]
* 2013: [[Percy Jackson – Im Bann des Zyklopen (Film)|Percy Jackson – Im Bann des Zyklopen]] ''(Percy Jackson: Sea of Monsters)''
* seit 2014: [[True Detective]] (Fernsehserie)


[[Bild:M87 jet.jpg|left|thumb|Bild der aktiven Galaxie [[Messier 87|M 87]], aufgenommen mit dem [[Hubble-Weltraumteleskop]]. Der rund 5000 [[Lichtjahr]]e lange Jet ist deutlich zu sehen.]]
== Weblinks ==
{{Commonscat}}
* {{IMDb Name|1275259}}


Unabhängig von den Emissionslinien-Beobachtungen führte der Beginn der [[Radioastronomie]] nach Ende des Zweiten Weltkriegs ab den 1950er Jahren zu weiteren Entdeckungen. Nachdem zu neu entdeckten starke Radioquellen wie [[Cygnus A]] und [[Virgo A]] optische Gegenstücke identifiziert waren, zeigte sich, dass es sich auch hier um extragalaktische Objekte handelte, und zwar solche mit gewaltigen Strahlungsleistungen in der Größenordnung von 10<sup>35</sup> bis 10<sup>38</sup> [[Watt (Einheit)|Watt]].
{{Normdaten|TYP=p|GND=|LCCN=no/2010/103815|NDL=|VIAF=121874005|GNDName=|GNDfehlt=ja|GNDCheck=2013-11-14}}


Noch extremere Verhältnisse ergaben sich Anfang der 1960er Jahre für die [[Quasar]]e, beginnend mit der Bestimmung der [[Rotverschiebung]] von [[3C 273]] durch [[Maarten Schmidt]] und Kollegen. Die optischen Gegenstücke der Quasare erschienen sternartig (das heißt: sie waren bei der gegebenen Auflösung nicht von einer Punktquelle zu unterscheiden). Ihre große [[Rotverschiebung]] legte alllerdings nahe, dass es sich um extragalaktische Quellen handelte.<ref>Zu Radiogalaxien Abschnitt 2, zu Quasaren Abschnitt 3 in Shields 1999.</ref><ref>
{{SORTIERUNG:Daddario, Alexandra}}
{{Literatur
[[Kategorie:Schauspieler]]
|Autor=Maarten Schmidt
[[Kategorie:US-Amerikaner]]
|Titel=3C 273 : A Star-Like Object with Large Red-Shift
[[Kategorie:Person (New York)]]
|Sammelwerk=Nature
[[Kategorie:Geboren 1986]]
|Band=197
[[Kategorie:Frau]]
| Jahr= 1963
|Seiten=1040
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/1963Natur.197.1040S ADS-Eintrag]
}}
</ref> Mit dem Beginn der [[Röntgenastronomie]] Anfang der 1960er Jahre zeigte sich, dass einige der prominentesten aktiven Galaxienkerne auch als helle Röntgenquellen in Erscheinung traten.<ref>Vgl. Abschnitt 4 in Shields 1999.</ref>


Der aus Helligkeit und Entfernungsschätzungen erschlossene gewaltige Energieausstoß der aktiven Objekte – zunächst der Radiogalaxien, dann ganz besonders der Quasare –, führte bereits Mitte der 1960er Jahre zu der Vermutung ([[Fred Hoyle|Hoyle]] und [[William Alfred Fowler|Fowler]], [[Jakow Borissowitsch Seldowitsch|Seldowitsch]], [[Edwin Salpeter|Salpeter]]), dass dort eine der effektivsten Formen der Energieumwandlung zum Zuge kommt: die Freisetzung von [[Gravitationsenergie]] bei der [[Akkretion (Astronomie)|Akkretion]] von Materie auf kompakte Objekte. Als wahrscheinlichste Kandidaten für die benötigten kompakten Zentralobjekte kristallisierten sich [[Schwarzes Loch|Schwarze Löcher]] heraus ([[Jakow Borissowitsch Seldowitsch|Seldowitsch]], [[Edwin Salpeter|Salpeter]], [[Donald Lynden-Bell|Lynden-Bell]]).<ref>Allgemein: Abschnitt 4.2. in Shields 1999 und Israel, Werner (1987), "Dark stars: the evolution of an idea", in Hawking, Stephen W.; Israel, Werner, 300 Years of Gravitation, Cambridge University Press, pp. 199–276, ISBN 0-521-37976-8. </ref>
{{Personendaten

|NAME=Daddario, Alexandra
Parallel dazu sammelten sich die Hinweise auf Verbindungen zwischen den verschiedenen Klassen aktiver Objekte. Ab Anfang der 1980er Jahre gelang es, rund um Quasare Spuren der sie umgebenden Galaxien nachzuweisen.<ref>
|ALTERNATIVNAMEN=
{{Literatur
|KURZBESCHREIBUNG=US-amerikanische Schauspielerin
|Autor=S. Wyckoff, T. Gehren, P.A. Wehinger
|GEBURTSDATUM=16. März 1986
|Titel= Resolution of quasar images
|GEBURTSORT=[[New York City]], New York, Vereinigte Staaten
|Sammelwerk=Astrophysical Journal
|STERBEDATUM=
|Band=247
|STERBEORT=
|Jahr=1981
|Seiten=750-761
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/1981ApJ...247..750W ADS-Eintrag]
}},
{{Literatur
|Autor= J.B. Hutchings, D. Crampton, B. Campbell
|Titel=Optical imaging of 78 quasars and host galaxies
|Sammelwerk= Astrophysical Journal
|Band=280
|Jahr=1984
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/1984ApJ...280...41H ADS-Eintrag]
}}
}}
</ref>
Mitte der 1980er Jahre fanden Antonucci und Miller, dass die Seyfert-2-Galaxie NGC 1068 bei Beobachtungen der [[Polarisation|polarisierten]] Anteile des Lichts ähnliche verbreiterte Emissionslinien aufweist wie eine Seyfert-2-Galaxie. Dies weist darauf hin, dass die schnell bewegten Gaskomponenten auch im Falle von Seyfert-2-Galaxien vorhanden, aber hinter absorbierenden Wolken verborgen sind; bei direkten Beobachtungen wird das abgedämpfte Licht der breiten Linien bei weitem überstrahlt; bei der Einschränkung auf polarisiertes Licht sind die Beiträge des an Elektronen reflektierten (und auf diese Weise polarisierten) Lichts der breiten Linien nachweisbar.<ref>
{{Literatur
|Autor= R.R.J. Antonucci und J.S. Miller
|Titel= Spectropolarimetry and the nature of NGC 1068
|Sammelwerk= Astrophysical Journal
|Band= 297
|Jahr= 1985
| Seiten= 621-632
| Online=[http://esoads.eso.org/abs/1985ApJ...297..621A ADS-Eintrag]
}}
</ref>

Aus diesen und weiteren Beobachtungen entwickelte sich in den späten 1980er und frühen 1990er Jahren ein vereinheitlichtes Modell der aktiven Galaxienkerne, das all die erwähnten Objekte – Seyfert-Galaxien, Quasare, Blazare, Radiogalaxien – als unterschiedliche Erscheinungsformen ein und derselben Sorte von System auffasst: einem supermassereichen Schwarzen Loch, umgeben von einer [[Akkretionsscheibe]] und weiterem Material, das zum Teil abschirmend wirkt, zum Teil zum eigenen Leuchten angeregt wird.<ref name="UnifiedModel">{{Literatur
| band = 31
| nummer = 1
| seiten=473–521
| Autor = R. Antonucci
| titel = Unified Models for Active Galactic Nuclei and Quasars
| sammelwerk = Annual Reviews in Astronomy and Astrophysics
| jahr = 1993
| doi = 10.1146/annurev.aa.31.090193.002353
| online = [http://adsabs.harvard.edu/abs/1993ARA&A..31..473A ADS-Eintrag]
}}, {{Literatur
| Band = 107
| Seiten = 803–845
|Autor= Meg Urry und Paolo Padovani
| Titel = Unified schemes for radio–loud AGN
| Sammelwerk = Publications of the Astronomical Society of the Pacific
| Jahr= 1995
| doi = 10.1086/133630
| Online = [http://esoads.eso.org/abs/1995PASP..107..803U ADS-Eintrag]
|arxiv = astro-ph/9506063 }}</ref>

Zusätzlich zu Beobachtungen einzelner Objekte spielten bei der Erforschung der aktiven Galaxienkerne zunehmend systematische [[Durchmusterung]]en eine Rolle, die statistische Untersuchungen an größeren Stichproben zuliessen. Dazu gehörten der ''Hamburg-ESO Quasar Survey'', in jüngerer Zeit der ''2df QSO Redshift Survey''<ref>http://www.2dfquasar.org</ref> und der [[Sloan Digital Sky Survey]].

==Standardmodell==
[[Bild:Galaxies_AGN_Inner-Structure-of.jpg|thumb|right|400px|Schematische Darstellung eines aktiven Galaxienkerns]]

Das heutige ''vereinheitlichte'' oder ''Standardmodell'' aktiver Galaxienkerne postuliert für diese Objekte eine einheitliche Struktur:<ref name="UnifiedModel" /><ref>{{Literatur|Autor=R. Antonucci|Titel=Unified Models for Active Galactic Nuclei and Quasars|Sammelwerk=Annual Review of Astronomy and Astrophysics|Band=31|Seite=473|Jahr=1993}}</ref> im Inneren befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch. Dessen [[Schwarzschildradius]] liegt dabei typischerweise bei um die 2 [[astronomische Einheit|astronomischen Einheiten]], entsprechend ruhd 16 Lichtminuten und einer Masse von rund 100 [[Sonnenmasse]]n.
Quelle der Energie, die AGNs abstrahlen, ist die beim Einfall von Materie auf die Akkretionsscheibe (und von dort weiter in Richtung auf das schwarze Loch) freigesetzte Bindungsenergie. Im Abstand zwischen 10 und 100 Lichttagenvon der Scheibe befindet sich Materie, die schnell um das schwarze Loch kreist und durch die intensive Wärmestrahlung der Scheibe zum Leuchten angeregt wird; von ihr, aus der sogenannten ''broad line region'', stammt die Strahlung der stark verbreiterten Emissionslinien.

Die Akkretionsscheibe ist außerdem verantwortlich für das Entstehen eines eng gebündeltenJets schneller Teilchen, der senkrecht zur Scheibenebene in zwei entgegengesetzte Richtungen in den Raum hinein reicht und Längen im Bereich von tausenden oder sogar Millionen Lichtjahren erreichen kann. Seinen Ausgang nimmt der Jet in einer im Vergleich dazu winzigen, nämlich nur rund einen Lichttag großen zentralen Region (''radio core'') rund um die Akkretionsscheibe.

Im Abstand von einigen bis einigen Dutzend Lichtjahren vom Zentrum ist der innere Teil des Systems von einem ausgefransten, dickem Staubring umgeben: dem Staubtorus, der genau so ausgerichtet ist wie die Akkretionsscheibe selbst. Das energierreiche UV-Licht der Akkretionsscheibe wird von diesem Staubtorus abgeschirmt. Oberhalb und unterhalb der Torusöffnung finden sich dagegen bis im Abstand von einigen hundert Lichtjahren Regionen, in denen das dort vorhandene Gas ionisiert und so zum Leuchten angeregt wird. Diese ''narrow line region'' ist die Quelle der schmalen Emissionslinien aktiver Galaxienkerne.

Das gesamte System ist eingebettet in die Zentralregion, den sogenannten ''bulge'' einer Galaxie, einer kugelförmigen Sternverteilung mit einem typischen Radius von rund 15.000 Lichtjahren.

===Die unterschiedlichen Erscheinungsbilder aktiver Galaxien===

[[Image:Galaxies AGN Jet Properties-with-LoS.jpg|right|frame|Vereinheitlichte Beschreibung der aktiven Galaxienkerne, von oben nach unten: Radiogalaxie bzw. AGN Typ 2 mit Blick von der Seite auf den Staubtorus, AGN vom Typ 1 mit Einblick auf die ''broad line regions'', Blick direkt in den Jet bei Blazaren]]

Aus der Struktur des Standardmodells ergeben sich die unterschiedlichen Erscheinungsbilder wie folgt. Zum einen können sich aktive Galaxienkerne durch ihren Aktivitätslevel unterscheiden, maßgeblich bestimmt durch die Akkretionsrate. Die Aktivität von Quasaren ist dabei sehr hoch, so dass der aktive Kern den Rest der Galaxie bei weitem überstrahlt; bei Seyfert-Galaxien ist der Kern ungleich leuchtschwächer, so dass er als helle Region der ansonsten gut sichtbaren umgebenden Galaxie erscheint. Dem Standardmodell zufolge sollte jeder Quasar demnach eine umgebende Galaxie (''host galaxy'') besitzen; dass mit immer besseren Beobachtungsmethoden immer mehr dieser Galaxien nachgewiesen werden können, bestätigt die Vorhersage.

Der Staubtorus schirmt die ionisierende UV-Strahlung der Akkretionsscheibe ab. Die ''broad line region'' (BLR) ist daher nur sichtbar, wenn Beobachter und aktiver Galaxienkern so zueinander orientiert sind, dass der Beobachter von oben unten in den Torus hineinschauen kann; dann sieht er die BLR und stellt im Spektrum stark verbreiterte Linien fest – so kommen im Standardmodell die Seyfert-1-Galaxien und die Quasare vom Typ 1 zustande.

Wird die Strahlung der BLR dagegen vom Staubtorus abgeschirmt, sind nur die schmalen Emissionslinien zu sehen. So kommt es zu Seyfert-2-Galaxien oder Quasaren vom Typ 2. Das erklärt auch, warum die breiten Linien bei Beobachtungen im polarisierten Licht noch sichtbar sein können: Ih dieser Situation ist von der BLR-Strahlung nur noch derjenige Anteil zu sehen, der nach oben bzw. unten aus dem Torus entweicht und danach erst in Richtung des Beobachters gestreut wird. Für sich genommen ist diese Strahlung zu schwach, um im Vergleich mit der Strahlung der schmalen Linien nachweisbar zu sein. Durch die Streuung ist dieser BLR-Anteil aber stark polarisiert; beschränkt man sich auf Messungen an polarisiertem Licht, ist dieser Anteil daher gut nachweisbar.

Ein weiterer, seltener Orientierungseffekt tritt ein, wenn einer der Jets direkt oder fast direkt auf den Beobachter gerichtet ist. So erklärt das Standardmodell [[Blazar]]e bzw., bei geringer Leuchtkraft, [[BL Lacertae-Objekte]].

Das Modell erklärt auch die Rollen der unterschiedlichen Wellenlängenbereiche des Lichts: Die Röntgenstrahlung der Akkretionsscheibe wird vom Staubtorus so gut wie nicht abgeschwächt und ist daher bei allen aktiven Galaxienkernen sichtbar. UV- und sichtbares Licht der Akkretionsscheibe, sowie die zugehörigen Emissionslinien der BLR, sind nur bei geeigneter Orientierung des Torus sichtbar. Im Infraroten dagegen können wir auch die Strahlung des Staubtorus selbst nachweisen.

Je nach Zuflussrate der einfallenden Materie heizt sich die Akkretionsscheibe mehr oder weniger auf. Kühlere Akkretionsscheiben strahlen weniger an Wärmestrahlung aus und bieten günstige Voraussetzungen für Magnetfeldlinien, die mit dem Plasma mitgeführt werden und einen der möglichen Mechanismen für die Entstehung eines Jets und der damit verbundenen [[Synchrotronstrahlung]] insbes. auch im Radiobereich darstellen. Heißere Scheiben strahlen deutlich mehr an Wärmestrahlung ab und bieten weniger günstige Bedingungen für die Jet-Entstehung. So kann das Standardmodell die Existenz von radiolauten (Jet bzw. Synchrotronstrahlung dominieren) und radioleisen AGN erklären.

===Zentrales Schwarzes Loch===
{{Hauptartikel|Schwarzes Loch}}
Im Zentrum des aktiven Galaxienkerns sitzt ein [[Schwarzes Loch#Supermassereiche Schwarze Löcher|supermassereiches schwarzes Loch]], das typischerweise um die 100 Millionen [[Sonnenmasse]]n besitzt, in extremen Fällen aber durchaus bis zu 10 Milliarden Sonnenmassen in sich vereinigen kann. Die Notwendigkeit, eines solchen Gebildes als Zentralobjekts wurde direkt aus Überlegungen zum Ausmaß der Energiefreisetzung bei AGNs erschlossen: Akkretion, also der Einfall von Materie unter dem [[Schwerkraft]]einfluss einer Masse, kann unter allen Arten der Energiefreisetzung den höchsten [[Wirkungsgrad]] (Verhältnis von freigesetzter Energie zur Masse der einfallenden Materie) aufweisen. Als Erklärung für die Leuchtkraft der AGNs ist allerdings ein besonders kompaktes Objekt vonnöten; natürlichster Kandidat sind die laut [[Allgemeine Relativitätstheorie|Allgemeiner Relativitätstheorie]] kompaktesten Objekte überhaupt: Schwarze Löcher.

====Theoretische Beschreibung====
Im allgemeinen wird ein auf natürliche Weise entstandenes Schwarzes Loch einen Drehimpuls ungleich Null besitzen, also rotieren. Rotierende Schwarze Löcher werden durch die sogenannte [[Kerr-Lösung]] beschrieben. Sie besitzt rund um den [[Ereignishorizont|Horizont]] eine sogenannte [[Ergosphäre]], in der sämtliche dort befindliche Materie zur Rotation um das Schwarze Loch gezwungen wird; in einigen Modellen für die Entstehung von Jets aktiver Galaxienkerne spielt dieser Umstand eine wichtige Rolle.

Rotierende Löcher besitzen noch andere für die Akkretion günstige Eigenschaften: Die innerstmögliche stabile (von [[Gravitationswellen]]effekten abgesehen) Umlaufbahn eines Testteilchens liegt bei einem Kerr-Loch insbesondere für Teilchenbahnen mit demselben Umlaufbahnsinn wie das Schwarze Loch deutlich weiter innen als für nicht-rotierende ([[Schwarzschild-Lösung|Schwarzschild]]-)Löcher. Dementsprechend größer ist der Anteil an Bindungsenergie, der freigesetzt werden kann, bevor Materie im Schwarzen Loch verschwindet; entsprechend größer ist der bei Akkretion erreichbare Wirkungsgrad: 42% für ein maximal schnell rotierendes Kerr-Loch im Vergleich mit knapp 6% bei einem Schwarzschild-Loch. Für astrophysikalische Situationen, in denen die Rotation des Schwarzen Lochs durch die einfallende Materie fast auf den Maximalwert beschleunigt wurde, erhält man immerhin respektable 32%.<ref>
Abschnitt 13.14 in
{{Literatur
|Autor = M. P. Hobson, G. P. Efstathiou und A. N. Lasenby
|Titel= General Relativity: An Introduction for Physicists
|Verlag= Cambridge University Press
|Jahr= 2006
|ISBN=9780521829519
}}
</ref>

====Größe und Beobachtungsmöglichkeiten====
Die charakteristische Größenskala für ein Schwarzes Loch ist der von seiner Masse abhängige zugehörige [[Schwarzschild-Radius]]. Für ein supermassereiches Schwarzes Loch mit 100 Millionen Sonnenmassen beträgt er zwei [[astronomische Einheit]]en, also das Doppelte des mittleren Abstandes von der Erde zur Sonne; bei einer Masse von 10 Milliarden Sonnenmassen erhält man 200 astronomische Einheiten, für das supermassereiche Schwarze Loch im [[Galaktisches Zentrum|Zentrum]] unserer Heimatgalaxie, der [[Milchstraße]], mit rund 4 Millionen Sonnenmassen, sind es knapp 0,1 astronomische Einheiten. Derart kleine Strukturen liegen für das Schwarze Loch unserer Heimatgalaxie innerhalb der Möglichkeiten zukünftiger Beobachtungen; für selbst die nächsten aktiven Galaxien sind sie in absehbarer Zeit technisch unmöglich.<ref>
{{Literatur
|Autor=Vincent L. Fish und Sheperd S. Doeleman
|Titel=Observing a black hole event horizon: (sub)millimeter VLBI of Sgr A*
|Sammelwerk=Relativity in Fundamental Astronomy: Dynamics, Reference Frames, and Data Analysis, Proceedings of the International Astronomical Union, IAU Symposium
|Band= 261
|Seite=271-276
}}
</ref>

====Massenbestimmung====

Bild rechts: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1994/23/image/b/format/web_print/

Die Masse des zentralen Schwarzen Lochs kann dabei auf verschiedene Weisen bestimmt werden. In unserer Heimatgalaxie lassen sich umlaufbahnen einzelner Sterne um das zentrale Schwarze Loch direkt verfolgen; aus dem [[Keplersche Gesetze|dritten Keplerschen Gesetz]] folgt dann die Masse des Zentralobjekts. Für andere Galaxien lassen sich keine individuellen Sterne unterscheiden; könne für verschiedene Abschnitte der Kernbereiche einer Galaxie Spektren bestimmt werden, lässt sich abschätzen, innerhalb welcher Grenzen die Geschwindigkeitswerte für die Sterne der betreffenden Regionen liegen. Aus der Breite dieser Verteilung ([[Geschwindigkeitsdispersion]]) lässt sich über den [[Virialsatz]] auf das [[Gravitationspotential]] schließen; aus den Beobachtungen und der Entfernung zur Galaxie folgt der Abstand der beobachteten Gebiete vom Zentrum, so dass man aus dem Potentialwert auf die eingeschlossene Masse schließen kann.

Für aktive Galaxien vom Typ 1 gibt es ein weiteres Verfahren: ''reverberation mapping'', zu deutsch in etwa "Nachhall-Aufzeichnung". Die Breite der Emissionslinien aus der ''broad line region'' ist mit der Geschwindigkeitsdispersion der betreffenden Materie, also wiederum über den Virialsatz mit dem Gravitationspotenzial <math>\Phi \propto M/R</math> verknüpft. Zur Bestimmung von <math>M</math> muss daher noch der Abstand <math>R</math> zur Zentralregion bestimmt werden. Im Gegensatz zum Fall der Sternbewegungen ist es in diesem Falle aber nicht möglich, diese Information aus räumlich aufgelösten Beobachtungen zu erhalten. An deren Stelle tritt beim ''reverberation mapping'' eine Analyse, die [[Echo]]-Effekte ausnutzt: Die Scheibenabstrahluhg fluktuiert auf Zeitskalen bis hinunter zu weniger als einer Stunde. Auf direktem Wege erreicht uns die Information über die Fluktuationen der Kontinuumskomponente des AGN-Spektrums. Dieselben Fluktuationen treten auch in den breiten Spektrallinien auf – allerdings zeitverzögert, weil die Strahlung schließlich erst einmal die ''broad line region'' erreichen muss, von der aus sie dann in Richtung Beobachter reflektiert wird. Da sich die Strahlung mit [[Lichtgeschwindigkeit]] ausbreitet, ist die Zeitverzögerung ein Maß für den Abstand von Akkretionsscheibe und der betreffenden Region der ''broad line region''; eine systematische Auswertung der Zeitverzögerungen ermöglicht deswegen eine Bestimmung der Abstände, die nötig sind um aus dem Potential auf die Zentralmasse zu schließen.<ref>
{{Literatur
|Autor=r.D. Blandford und C.F. McKee
|Titel=Reverberation mapping of the emission line regions of Seyfert galaxies and quasars
|Sammelwerk=Astrophysical Journal
|Band=255
|Jahr=1982
|Seiten=419–439
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/1982ApJ...255..419B ADS-Eintrag]
}}

</ref>

===Akkretionsscheibe===
{{Hauptartikel|Akkretion (Astronomie)}}
Nur für sehr spezielle Bewegungsrichtungen kann Material wie Gas oder Staub, das auf eine Masse zu fällt, das Zentralobjekt direkt erreichen; im allgemeinen wird der [[Drehimpuls]] der Materie relativ zum Zentralobjekt dazu führen, dass das Material etwas am Objekt vorbei fällt. Kollidiert es dabei mit aus anderen Richtungen ankommendem weiteren Material, kann eine [[Akkretionsscheibe]] entstehen: eine rotierende Gas- und Staubscheibe, in der Drehimpuls durch innere Reibung bzw. infolge der Viskosität des Materials nach außen transportiert wird, so dass Materie vom inneren Scheibenrand aus auf das Zentralobjekt stürzen kann. Quelle der Viskosität ist nach heutiger Erkenntnis [[turbulente Strömung|Turbulenz]] aufgrund magneto-hydrodynamischer Instabilitäten.<ref>
{{Literatur
| Autor=Steven A. Balbus und John F. Hawley
| Titel=A powerful local shear instability in weakly magnetized disks. I - Linear analysis. II - Nonlinear evolution
| Sammelwerk=Astrophysical Journal
|Band=376
|Jahr=1991
|Seiten=214-233
}}
</ref>

Durch Kollisionen der auf die Akkretionsscheibe stürzenden neuen mit der bereits vorhandenen Materie heizt sich die Materie stark auf. Welche Temperaturen dabei erreicht werden, hängt von der Einfallsrate (Akkretionsrate) ab: bei niedrigeren Raten liegen die Temperaturen um die zehntausend, bei höheren bei bis zu einigen hunderttausend [[Kelvin]].<ref>
{{Literatur
|Autor=E. W. Bonning et al.
|Titel=Accretion Disk Temperatures and Continuum Colors in QSOs
|Sammelwerk=Astrophysical Journal
|Band=659
|Jahr=2007
|Seiten=211-217
|Online=[http://adsabs.harvard.edu/abs/2007ApJ...659..211B ADS-Eintrag]
|arxiv=arXiv:astro-ph/0611263
}}
</ref>

Aus dem Temperaturprofil ergibt sich die Leistung der Wärmestrahlung der Akkretionsscheibe - dem [[Stefan-Boltzmann-Gesetz]] folgend gilt auch hier: höhere Temperatur, größere Strahlungsmenge. Das Spektrum der Scheibe ist dabei allerdings nicht das eines [[Schwarzer Körper|Planck'schen Strahlers]] mit einer einzigen charakteristischen Effektivtemperatur, sondern ergibt sich als Überlagerung der Planck-Spektren der von außen nach innen unterschiedlich heißen Scheibenregionen.

Die Obergrenze der Strahlungsleistung ist dabei durch die [[Eddington-Grenze]] gegeben, ab welcher der Strahlungsdruck weiteres Einfallen von Materie verhindert.

====Heiße und kühlere Scheiben====

In Verbindung mit Annahmen über das Scheibenmaterial und mit dem [[Stefan-Boltzmann-Gesetz]] erhält man aus der Eddington-Grenze auch eine Obergrenze für die Temperatur der Scheibe; diese liegt umso niedriger, je größer die Masse des zentralen Schwarzen Lochs ist; für eine Scheibe, deren Ausdehnung im Vergleich mit dem Schwarzschildradius konstant ist, gilt <math>T\propto 1/M.</math> Genauere Rechnungen mit konkreten Scheibenmodellen führen auf den gleichen Zusammenhang. Die Höchsttemperaturen der AGN-Scheiben liegen deswegen deutlich unter den Temperaturen der Scheiben stellarer Schwarzen Löcher. Insbesondere produzieren AGN-Scheiben als Wärmestrahlung keine nennenswerten Mengen an Röntgenstrahlung (zur Herkunft dieser Strahlungskomponente vgl. Abschnitt [[#Korona und Röntgenstrahlung|Korona und Röntgenstrahlung]].

Heißere Scheiben mit Effektivtemperaturen um die hunderttausend Kelvin produzieren aber immerhin beachtliche Mengen an UV-Strahlung. Im AGN-Spektrum führt dies zum ''(big) blue bump'', sinngemäß dem "(großen) blauen Hügel", einem Maximum im Bereich des [[extrem ultraviolette Strahlung|extremen UV]], das zu höheren Energien bis etwa 0,6 [[keV]], zu niedrigeren Energien bis in den Wellenbereich um 1 μm abfällt.<ref>
{{Literatur
|Autor=Y.Y. Zhou et al.
|Titel=Statistical Properties of the Big Blue Bump in Active Galactic Nuclei
|Sammelwerk=Astrophysical Journal
|Band=475
|Jahr=1997
|Seiten=L9–L12
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/1997ApJ...475L...9Z ADS-Eintrag]
</ref>

Die UV-Strahlung bewirkt die Ionisation der Materie in der ''broad line region'' und ist so mittelbar für die breiten Emissionslinien bei AGN vom Typ 1 verantwortlich. Anhand der breiten Linien lassen sich demnach auch Rückschlüsse auf den Gesamt-Strahlungsausstoss der Scheibe ziehen.

Kühlere Scheiben dagegen produzieren deutlich weniger UV-Strahlung; in diesem Fall sollten die Linien aus der ''broad line region'' deutlich schwächer sein, wenn sie überhaupt noch nachweisbar sind. Scheiben bei dieser Temperatur sind umgekehrt aber für die Erzeugung von Jets und der damit verbundenen [[Synchrotronstrahlung]] günstig; vgl. den Abschnitt [[#Jet|Jet]].

Heißere Scheiben, bei denen die Wärmestrahlung dominiert und kühlere Scheiben, bei denen die Synchrotronstrahlung dominiert und damit insbesondere eine beträchtliche Menge an Radiostrahlung freigesetzt wird, sind im Standardmodell wie schon erwähnt die Erklärung für radiolaute im Gegensatz zu radioleisen AGN.

====Korona und Röntgenstrahlung====

Im Gegensatz zur Situation bei stellaren Schwarzen Löchern sind AGN-Akkretionsscheiben nicht heiß genug, um direkt als Wärmestrahlung größere Mengen an Röntgenstrahlung zu produzieren. Dass AGN trotzdem intensiv in diesem Bereich strahlen wird auf eine Korona zurückgeführt: Eine Region extrem heißen [[Plasma (Physik)|Plasmas]] direkt oberhalb bzw. unterhalb der Scheibe. Die Röntgenstrahlung entsteht, wenn UV-Strahlung der Scheibe von den Elektronen des Plasmas zusätzliche Energie erhält ([[inverse Compton-Streuung]]), in dieser Form zur Scheibe zurückgeworfen und von dort als weichere Röntgenstrahlung in den Raum abgestrahlt wird. Im Spektrum des AGN ergeben sich aus diesem Umstand charakteristische breite Eisenlinien aufgrund von [[Fluoreszenz]] sowie ein charakteristisches Maximum um die 30 [[keV]], wie man es für die Reflexion der Strahlung an kalter Materie (Rückstreuung auf die Scheibe) erwarten würde.<ref>
{{Literatur
|Autor=Francesco Haardt und Laura Maraschini
|Titel=X-ray spectra from two-phase accretion disks
|Sammelwerk=Astrophysical Journal
|Band=413
|Jahr=1993
|Seiten=507–517
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/1993ApJ...413..507H ADS-Eintrag]
}}
</ref>

Charakteristisch für die Röntgenstrahlung von AGN sind Intensitätsfluktuationen auf astronomisch gesehen sehr kurzen Zeitskalen von Stunden oder weniger.<ref>
{{Literatur
|Autor=Richard F. Mushotzky, Christine Done und Kenneth A. Pounds
|Titel=X-ray spectra and time variability of active galactic nuclei
|Sammelwerk=Annual review of astronomy and astrophysics
|Band = 31
|Seiten=717–761
|Jahr= 1993
}}
</ref>
Daraus folgt, dass die Regionen, in denen die Röntgenstrahlung produziert wird, sehr klein sein müssen. Entsprechend gehen die heutigen Modelle von Klumpenstrukturen in der Korona aus, die auf den entsprechenden Zeitskalen entstehen und vergehen und während der Zeit ihrer Existenz lokalisierte Gebiete der darunterliegenden Scheibe zum Leuchten anregen<ref>
{{Literatur
|Autor=Francesco Haardt, Laura Maraschini und Gabriele Ghisellini
|Titel=A model for the X-ray and ultraviolet emission from Seyfert galaxies and galactic black holes
|Sammelwerk=Astrophysical Journal
|Band=432
|Jahr=1994
|Seiten=L95–L99
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/1994ApJ...432L..95H ADS-Eintrag]
}}
</ref>

====Scheibenspektrum und relativistische Effekte====

Das Spektrum einer schnell rotierenden Akkretionsscheibe rund um ein zentrales Schwarzes Loch, die der Beobachter nicht von oben, sondern angeschrägt wird maßgeblich von relativistischen Effekten bestimmt. Im klassischen Falle wäre das Spektrum symmetrisch um den Spektrumsschwerpunkt einer entsprechenden ruhenden Scheibe, mit zwei seitlichen Maxima entsprechend den Doppler-rot- bzw. blauverschobenen Bereichen der Scheibe, die aus Sicht des Beobachters den größten Radialgeschwindigkeitsbetrag haben. Im relativistischen Fall kommen mehrere weitere Effekte hinzu: Zeitdilatation und [[Rotverschiebung#gravitative Rotverschiebung|gravitative Rotverschiebung]] verschieben das Spektrum als Ganzes zum Roten hin, und [[relativistisches Beaming]] bricht die Symmetrie und lässt die Strahlung der maximal auf den Beobachter zu bewegten Scheibenabschnitte deutlich heller erscheinen als die der vom Beobachter weg bewegten. Eine entsprechende Form der Spektrallinien wurden erstmals 1995 bei der aktiven Galaxie MCG-6-30-15 nachgewiesen.
<ref>
{{Literatur
|Autor = Y. Tanaka et al.
|Titel=Gravitationally redshifted emission implying an accretion disk and massive black hole in the active galaxy MCG-6-30-15
|Sammelwerk=Nature
|Band= 375
|Jahr=1995
|Seiten=659–661
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/1995Natur.375..659T ADS-Eintrag]
}}
</ref>

Für eine helle Teilquelle, die um das Schwarze Loch umläuft, führen dieselben relativistischen Effekte zu einer charakteristischen Änderung des Spektrums mit der Zeit. Aus der Vermessung des Spektrums lassen sich daher Rückschlüsse auf die Eigenschaften des Schwarzen Lochs, nämlich auf dessen Masse und Drehimpuls ziehen.<ref>
{{Literatur
|Autor=M. Dovčiak, V. Karas uhd T. Yaqoob
|Titel=An Extended Scheme for Fitting X-Ray Data with Accretion Disk Spectra in the Strong Gravity Regime
|Sammelwerk=Astrophysical Journal
|Band=153
|Jahr=2004
|Seiten=205–221
|Online=[
}}
</ref>
Im Jahre 2004 konnten solche Effekte erstmals – allerdings mit einigen Vorbehalten – in Röntgenspektren der Seyfert-Galaxie [[NGC 3516]] nachgewiesen werden, die mit dem Weltraumteleskop [[XMM-Newton]] aufgenommen worden waren. Daraus konnte die Masse des zentralen schwarzen Lochs der Galaxie zu
zwischen 10 und 50 Millionen Sonnenmassen abgeschätzt werden.<ref>
{{Literatur
|Autor=K. Iwasawa, G. Miniutti und A.C. Fabian
|Titel=Flux and energy modulation of redshifted iron emission in NGC 3516: implications for the black hole mass
|Sammelwerk=MNRAS
|Band=355
|Jahr=2004
|Seiten=1073–1079
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/2004MNRAS.355.1073I ADS-Eintrag]
}}
</ref>

===Broad line region (BLR)===

Im Abstand von einigen tausend bis einigen zehntausend [[Astronomische Einheit|astronomischen Einheiten]] (zwischen 10 und 100 [[Lichttag]]en) um die Akkretionsscheibe befindet sich die Broad Line Region (BLR), in welcher, wie der Name sagt, die stark verbreiterten Spektrallinien der AGN entstehen. Die [[Linienbreite]] weist auf hohe Geschwindigkeiten von um die 3000 km/s hin, während zeitliche Änderungen der Linienstärke auf Zeitskalen von Stunden oder Tagen die geringe Ausdehnung der Region belegen. Dass es unter den breiten Linien keine [[verbotene Linie|verbotenen Linien]] gibt, weist darauf hin, dass es sich nicht um stark verdünntes Material handelt.

===Jet===
{{Hauptartikel|Jet (Astronomie)}}
[[Jet (Astronomie)|Jets]] sind stark gebündelte Auströmungen hoher Geschwindigkeit, die meist bipolar auftreten, also in zwei vom Zentralobjekt entgegengesetzten Richtungen. Jetquellen besitzen immer auch [[Akkretionsscheibe]]n und starke [[Magnetfeld]]er.

Man nimmt heute an, dass Jets [[Magneto-Hydrodynamik|magneto-hydrodynamisch]] beschleunigt und kollimiert werden und dass die ausströmende Materie aus der Akkretionsscheibe stammt (Modell von Blandford & Payne, 1982).<ref>
{{Literatur
|Autor=R.D. Blandford und D.G. Payne
|Titel=Hydromagnetic flows from accretion discs and the production of radio jets
|Sammelwerk=MNRAS
|Band=1999
|Seiten=883-903
|Jahr=1982
}}
</ref>
Aber auch rein [[Elektrodynamik|elektrodynamische]] Prozesse können eine wichtige Rolle spielen und z.B. die Rotationsenergie des Schwarzen Lochs im Zentrum des AGN nutzen.<ref>{{Literatur|Autor=R. D. Blandford & R. L. Znajek|Titel=Electromagnetic extraction of energy from Kerr black holes|Sammelwerk=MNRAS|Band=179|Jahr=1977|Seiten=433–456|Online=[http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/bib_query?1977MNRAS.179..433B ADS-Eintrag]}}</ref> Die Details und die Gewichtung der unterschiedlichen Prozesse sind noch nicht abschlißend geklärt und Gegenstand aktueller Forschung.

Der direkte Beitrag der Jets zur Strahlung des AGN ist die von den Elektronen im Jet erzeugte [[Synchrotron-Strahlung]], verstärkt durch Effekte wie die [[inverse Compton-Streuung]] der Strahlung an Elektrinen des Jets oder externer Materie. Im Jet selbst können sich [[Schockfront]]en ausbilden, an denen einige Elektronen auf noch deutlich höhere Energien beschleunigt werden, mit [[Lorentz-Faktor]]en zwischen 100 und 1000 ("Schockknoten" im Jet).

Jets sind physikalisch signifikant für den [[Masse (Physik)|Masse]]n- und [[Drehimpuls]]verlust der Zentralquelle und den Energieeintrag in das umgebende Medium (vgl. den Abschnitt [[#Wechselwirkung mit den umgebenden Galaxien|Wechselwirkung mit den umgebenden Galaxien]]). Wo die Jet-Teilchen auf das umgebende intergalaktische Medium treffen entstehen ausgedehnte, radiohelle Anregungsgebiete (vgl. den Abschnitt [[#Emissionsgebiete (Loben)|Emissionsgebiete (Loben)]]).

====Relativistisches Beaming====

[[Bild:AGN Jet Aberration.png|right|thumb|[[Aberration (Astronomie)|Aberrationseffekte]] sorgen dafür, dass selbst isotropische Strahlung von einem Objekt (links) gebündelt erscheint, wenn sich das Objekt bewegt (rechts; Bewegung erfolgt nach rechts).]]
Viele Jets von AGN bewegen sich mit [[Spezielle Relativitätstheorie|relativistischer]] Geschwindigkeit, mit [[Lorentzfaktor]]en bis ungefähr 10-15, entsprechend 99,5 bis 99,8 Prozent der [[Lichtgeschwindigkeit]].

Das Licht, das die im Jet strömenden Teilchen (insbes. in Form von Synchrotronstrahlung) abstrahlen, ist bei solchen Geschwindigkeiten aufgrund des [[relativistisches Beaming|relativistischen Beaming-Effekts]] für Beobachter in oder nahe der Bewegungsrichtung um ein Vielfaches verstärkt: eine Kombination aus [[Aberration (Astronomie)|Aberration]] und (relativistischer) [[Dopplereffekt|Doppler-Blauverschiebung]] kann den Strahlungsfluss, den ein solcher Beobachter misst, um einen Faktor 100 oder noch mehr verstärken. Das ist ein wichtiger Faktor zur Erklärung der großen Helligkeit etwa von Blazaren, bei denen wir dem AGN-Standardmodell zufolge direkt in einen der Jets blicken.

Die gleichen relativistischen Effekte führen für einen Jet, der sich vom Beobachter entfernt, zu einer Abschwächung der Strahlung, die diesen Beobachter erreicht. Das ist ein wichtiger Grund, warum die beiden Jets einer Radiogalaxie auf astronomischen Aufnahmen in der Regel unterschiedlich hell erscheinen ('Laing-Garrington-Effekt'').<ref>{{cite journal | author=Laing RA | title=The sidedness of jets and depolarization in powerful extragalactic radio sources | year = 1988 | journal=Nature | volume=331 | issue=6152 | pages=149 | doi=10.1038/331149a0|bibcode = 1988Natur.331..149L }}, {{cite journal | author=Garrington S, Leahy JP, Conway RG, Laing RA | title=A systematic asymmetry in the polarization properties of double radio sources | year=1988 | journal=Nature | volume=331 | issue=6152 | pages=147 | doi=10.1038/331147a0|bibcode = 1988Natur.331..147G }}</ref>

====Scheinbare Überlichtgeschwindigkeiten====
Für Objekte, die sich relativistisch auf den Beobachter zu bewegen, können Lichtlaufzeiten dazu führen, dass ein ferner Beobachter irrtümlich auf eine überlichtschnelle Bewegung der Objekte schließt. Auf diese Weise führen direkte Rechnungen des Typs "Änderung des Winkelabstands (im [[Bogenmaß]]) mal Abstand ergibt [[Transversal]]geschwindigkeit" für Knoten in einem Jet, die sich von der Zentralquelle entfernen zu Geschwindigkeiten, die ein Vielfaches der Lichtgeschwindigkeit betragen.

Aus der korrekten Rechnung, welche die Lichtlaufzeiten berücksichtigt, folgt, dass diese scheinbaren Überlichtgeschwindigkeiten eindeutiges Indiz dafür sind, dass sich die betreffenden Jets relativistisch, nämlich mit [[Lorentzfaktor]]en deutlich größer als Eins, bewegen. Solche Rechnungen stelle die ersten Nachweise überhaupt für relativistische Geschwindigkeiten in der Astrophysik dar.

Aus diesen hohen Geschwindigkeiten folgen die relativistischen Effekte, insbesondere [[relativistisches Beaming]], welche die hohe Leuchtkraft der Jets bei geeigneten OrIentierungen (Jet bewegt sich auf den Beobachter zu) und damit im Standardmodell die Eigenschaften der Blazare erklären.

====Zusammenhang mit kosmischer Strahlung====

Schon seit längerem wird vermutet, dass die Jets von AGN Quellen zumindest eines Teils der hochenergetischen [[kosmische Strahlung|kosmischen Strahlung]] aus geladenen Teilchen sind, welche die Erde aus dem Weltraum erreicht. Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen kosmischer Strahlung und AGN geben die Messungen von Gamma-Observatorien wie dem [[Pierre-Auger-Observatorium]], die Korrelationen zwischen der Einfallsrichtung kosmischer Strahlung und der Positionen von AGN am Himmel gefunden haben.<ref>{{Literatur
|Autor=The Pierre Auger Collaboration
|Titel=Correlation of the Highest-Energy Cosmic Rays with Nearby Extragalactic Objects
|Sammelwerk=Science
|Band=318
|doi=http://www.sciencemag.org/content/318/5852/938
|Seiten=938–943
|Jahr=2007
}}
</ref>

===Staubtorus===
[[Image:Ngc7052a.jpg|right|thumb|Bild des Staubtorus im Kern der Galaxie [[NGC 7052]]]]

Der Staubtorus umgibt den inneren Bereich im Abstand von einigen bis einigen Dutzend Lichtjahren (1 bis 10 [[parsec]]). Seine wichtigste Rolle im Standardmodell ergibt sich aus seinen Abschirmungseigenschaften, die insbesondere für die Unterscheidung von AGN des Typs 1 (Licht der ''broad line region'' sichtbar) und des Typs 2 (Licht der ''broad line region'' nicht sichtbar) entscheidend ist.

Neuere Detailuntersuchungen, die sich insbesondere abbildender [[Interferometrie|interferometrische Methoden]] bedient haben, stellen allerdings das Bild eines zusammenhängenden Staubtorus infrage. Diesen Beobachtungen handelt es sich stattdessen um eine mehr oder weniger individuelle unregelmäßige Anordnung von Staubwolken in der entsprechenden Region.

===Materiezufuhr===
[[Datei:Hubble2005-01-barred-spiral-galaxy-NGC1300.jpg|thumb|350px|left|[[NGC 1300]] fast von oben gesehen. Balkenstrukturen wie in der Mitte dieser Galaxie könnte eine wichtige Rolle dabei zukommen, aktiven Kernen genügend Materie zuzuleiten]]
Ein AGN wird nur solange aktiv bleiben, wie ein hinreichend starker Materiezufluss auf die Akkretionsscheibe gesichert ist. Haupthindernis ist dabei der [[Drehimpuls]] der Materie, die in Richtung Scheibe fällt; ist er zu groß, dann wird die Materie die Scheibe nie erreichen können. In den heutigen Modellen ist in dieser Hinsicht vor allem der letzte [[Parsec]] problematisch, entsprechend den letzten rund 3 [[Lichtjahr]]en rund um die Scheibe.

Einigen Modellen zufolge spielen [[Balkenspiralgalaxie|Balkenstrukturen]] der den AGN umgebenden Galaxie eine wichtige Rolle, um hinreichend viel Materie in die Zentralregiinen zu leiten. Andere Modelle sehen Galaxienzusammenstöße und die sich daraus ergebenden Instabilitäten (und, im Endergebnis, tieferen [[Potenzialtopf|Potenzialtöpfe]]) als entscheidenden Mechanismus an, die Materiezufuhr zu sichern.

===Emissionsgebiete (Loben)===
[[Datei:A Multi-Wavelength View of Radio Galaxy Hercules A.jpg|miniatur|250px|Kombination aus Radiodaten und Beobachtungen im sichtbaren Licht für die Radiogalaxie [[Hercules A]]]]

Die Emissionsgebiete, in Anlehnung an das Englische auch Loben (''lobes'' bzw. ''radio lobes'') genannt, sind mit Ausdehnungen zwischen zehntausend und Millionen von Lichtjahren (3 bis 1000 [[Kiloparsec|kpc]]) die größten mit den AGN assoziierten Strukturen. Sie entstehen, wenn die schnellen Teilchen – insbesondere die Elektronen − des Jets auf das umgebende intergalaktische Medium treffen und es ganz oder teilweise mitführen. Dabei erreicht das mitgeführte Gas in dem umgebenden Medium [[Überschall]]geschwindigkeiten, so dass sich am vorderen Ende eine [[Schockfront]] ausbildet: ein besonders stark strahlender "heißer Fleck" (''hot spot'').

Die Radiostrahlung der Loben, bei der es sich um [[Synchrotronstrahlung]] aufgrund der Bewegung geladener Teilchen in Magnetfeldern handelt, übertrifft die Leuchtkraft im sichtbaren Bereich um Faktoren von hundert Millionen bis zehn Milliarden.

==Klassifikation==

Die herkömmliche Einteilung der aktiven Galaxienkerne in verschiedene Klassen orientiert sich an Beobachtungsmerkmalen, insbesondere an Eigenschaften des Spektrums, an der Leuchtkraft des AGN selbst, der Leuchtkraft der ihn umgebenden Galaxie, und am Vorhandensein starker Radioemissionen ("radiolaut", "radioleise").<ref>Die hier verwendete Klassifikation ist die aus Kapitel 2 in Peterson 1997.</ref>

Diese Einteilung gegenüber steht die Einteilung nach physikalischen Eigenschaften, wie sie sich aus dem AGN-Standardmodell ergeben. Die wichtigsten Parameter sind dabei die Masse des zentralen Schwarzen Lochs und die Akkretionsrate – sie und die anderen physikalischen Parameter können freilich nicht direkt beobachtet, sondern müssen aus den Beobachtungen erschlossen werden.

Weniger klar ist der Zusammenhang zwischen den physikalischen Parametern und der Radio-Aktivität (radiolaut oder radioleise) eines AGN. Die Aktivität scheint mit steigender Masse des Schwarzen Lochs zuzunehmen; allerdings gibt es hierbei größere Streuung.

===Seyfert-Galaxien===
[[Image:Seyfert_Galaxy_NGC_7742.jpg|right|thumb|Die Seyfert-Galaxie NGC 7742, aufgenommen mit dem Weltraumteleskop Hubble]]
{{Hauptartikel|Seyfert-Galaxie}}
Historisch gesehen sind [[Seyfert-Galaxie]]n Objekte, die erkennbar die Struktur von Galaxien besitzen und zusätzlich einen sehr hellen Kern aufweisen. Im Standardmodell entspricht die Helligkeit des Kerns einer hohen Akkretionsrate. Dass die umgebende Galaxie trotzdem noch deutlich sichtbar ist, unterscheidet Seyfert-Galaxien von den deutlich helleren Quasaren; dass mit fortschreitender Beobachtungstechnik auch für Quasare mehr und mehr umgebende Galaxien abgebildet werden können, weicht die traditionelle Unterscheidung an dieser Stelle etwas auf.<ref name="Peterson2.1">Nach Abschnitt 2.1 in Peterson 1997.</ref>

Mit abnehmender Helligkeit des Kerns beginnt das Licht der umgebenden Galaxie ab einem bestimmten Punkt zu dominieren, so dass die Kernaktivität nicht mehr nachweisbar ist. Der Übergang zu Galaxien ohne aktiven Kern ist fließend und hängt wiederum von den technischen Möglichkeiten ab.<ref name="Peterson2.1" /> Unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße ist ein gutes Beispiel: allgemein nicht als aktiver Galaxienkern klassifiziert lassen sich rund um das zentrale Schwarze Loch dennoch gelegentliche Röntgen- und Infrarot[[Flare|flares]] nachweisen.<ref>Erstmals {{Literatur
|Autor=F.K. Baganoff et al.
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/2001Natur.413...45B ADS-Eintrag]
|Titel=Rapid X-ray flaring from the direction of the supermassive black hole at the Galactic Centre
|Sammelwerk=Nature
|Band=413
|Seiten=45–48
|Jahr=2001
}}
</ref>

Anhand der Seyfert-Galaxien wurde erstmals die Unterteilung in Objekte vom Typ 1 (breite Emissionslinien sichtbar) und Typ 2 (nur schmale Emissionslinien) vorgenommen,<ref name="KhacikyanWeedman" /> die im Standardmodell darauf zurückgehen, ob die inneren Regionen nahe der Akkretionsscheibe sichtbar (Typ 1) oder durch den Staubtorus verdeckt sind (Typ 2). Diese Einteilung wurde später auf alle AGN ausgedehnt (vgl. aber den Abschnitt [[#Typ 1 versus Typ 2|Typ 1 versus Typ 2]]). Anhand der Intensitätsverhältnisse der [[H-alpha|Hα]]- und [[Balmer-Serie|Hβ]]-Linien führte Donald Osterbrock 1977 uhd 1981 eine noch feinere Unterteilung mit Seyfert-Galaxien vom Typ 1,5, 1,8 und 1,9 ein, die sich allerdings nicht bei allen Astronomen des Feldes durchsetzte.<ref>
{{Literatur
|Autor=Donald Osterbrock
|Jahr=1988
|Titel=Emission-line spectra and the nature of active galactic nuclei
|Sammelwerk=Active Galactic Nuclei
|Herausgeber=H.R. Miller und P.J. Wiita
|Online=[http://ned.ipac.caltech.edu/level5/Osterbrock/Oster2.htm Online-Version auf NED]
|Verlag=Springer
|ISBN=978-3-540-19492-7
|Seiten=1–18
}}
</ref>

===Quasare===
{{Hauptartikel|Quasar}}
Historisch gesehen waren Quasare "quasi-stellare Radioquellen" (engl. ''quasi-stellar radio source''). Die ersten Exemplare ([[3C 48]] and [[3C 273]]) wurden in den frühen 1960er Jahren von [[Allan Sandage]] und Mitarbeitern entdeckt.<ref>{{cite journal
| author=Matthews, Thomas A.; Sandage, Allan R.
| title=Optical Identification of 3c 48, 3c 196, and 3c 286 with Stellar Objects
| year=1963
| journal=Astrophysical Journal
| volume=138
| pages=30–56
| bibcode=1963ApJ...138...30M
| doi=10.1086/147615
}}</ref><ref>{{cite book|url=http://books.google.it/books?id=W-cbw-QdcHUC&pg=PA237&dq=allan+sandage+quasar&hl=it&sa=X&ei=cI6KUZHUOPOy7AbD94HgAg&ved=0CFEQ6AEwBjge#v=onepage&q=allan%20sandage%20quasar&f=false|title=Physics: Imagination and Reality|accessdate=8 May 2013}}</ref> Erst mit der Bestimmung der Rotverschiebung durch [[Maarten Schmidt]] für 3C 273 wurde freilich klar, dass es sich um extragalaktische und damit um astronomisch gesehen sehr kleine und extrem helle Objekte handelt.

Phänomenologisch gesehen waren Quasare diejenigen sehr hellen aktiven Galaxienkerne, um die herum sich keine umgebende Galaxie nachweisen ließ, sondern nur ein heller Kern; aufgrund der geringen Ausdehnung der Kernregion wurde daher nur ein sternartiges, nämlich mit dem betreffenden Teleskop nicht von einer Punktquelle unterscheidbares Objekt festgehalten.

In moderner Einteilung unterscheiden sich Quasare von Seyfert-Galaxien durch eine besonders große Leuchtkraft der Akkretionsscheibe und der umgebenden Regionen. Der Umstand, dass um Quasare lange Zeit keine Galaxie nachgewiesen werden konnten und das es für einige Quasare auch heute noch keinen Nachweis der Galaxien gibt, ist aus dieser Sichtweise nur eine Folge der Grenzen der Beobachtungstechnik: AGN mit besonders heller Kernregion lassen sich naturgemäß auf besonders große Entfernungen nachweisen, und damit auch in Entfernungen, in denen sich die deutlich leuchtschwächere umgebende Galaxie – nicht zuletzt dadurch, dass sie durch den Quasar überstrahlt wird – mit derzeitiger Technik nicht abbilden lässt.

"Nackte Quasare" ohne umgebende Galaxie kennt das AGN-Standardmodell nicht; tatsächlich weisen Beobachtungen u.a. mit dem Hubble-Weltraumteleskop darauf hin, dass bei Quasaren ohne nachweisbare umgebende Galaxien diese Galaxien schlicht zu leuchtschwach sind, so dass es sich um einen Auswahleffekt aufgrund der Grenzen der Beobachtungsinstrumente handelt.<ref>
{{Literatur
|Autor = Bahcall, John N.; Kirhakos, Sofia; Saxe, David H.; Schneider, Donald P.
|Titel = Hubble Space Telescope Images of a Sample of 20 Nearby Luminous Quasars
|Sammelwerk = Astrophysical Journal
|Band = 479
|Seiten = 642–658
|Jahr = 1997
|Online = [http://esoads.eso.org/abs/1997ApJ...479..642B ADS-Datenbankeintrag]
|arXiv = astro-ph/9611163
}}
</ref>

Quasare werden nach ihrer Leuchtkraft in radiolaut oder radioleise eingeteilt. Einige Autoren unterscheiden diese beiden Fälle in der Benennung und nennen nur die radiolauten Objekte Quasare, die radioleisen dagegen QSOs (für ''quasi-stellar object'').

===Radiogalaxien===
[[Bild:3c405.jpg|[[Falschfarbenbild]] der Radiogalaxie [[Cygnus A]], basierend auf Daten des [[Very Large Array]]|thumb|250px|right]]
{{Hauptartikel|Radiogalaxie}}
Radiogalaxien zeichnen sich durch ihre hohe Radioleuchtkraft aus, die bis zu 10<sup>39</sup> oder 10<sup>40</sup> [[Watt (Einheit)|Watt]] betragen kann. Das entspricht einer Milliarde oder mehr mal der Energie, die normale Galaxien im Radiobereich pro Sekunde abstrahlen.

Als typische Struktur weisen viele Radiogalaxien zwei gegenüberliegende Anregungs- bzw. Emissionsregionen auf, so genannte Loben. Dabei handelt es sich um ausgedehnte Gebiete (Zahlenwert?) sehr heißen (Zahlenwert?) Gases, die entstehen, wenn die zwei in entgegengesetzter Richtung vom Galaxienkern ausgesandten Jets auf das die Galaxie umgebende [[intergalaktisches Medium|intergalaktische Medium]] treffen.<ref>Zwillings-Jet-Modell Blandford, R. D.; Rees, M. J., 1974, http://esoads.eso.org/abs/1974MNRAS.169..395B</ref>

Aus moderner Sicht sind Radiogalaxien radiolaute Quasare vom Typ 2. Bei ihnen handelt es sich jeweils um sehr massive elliptische Galaxien, meistens um die zentralen Galaxien ausgedehnter Galaxienhaufen. Im Vergleich mit Seyfert-Galaxien haben Radiogalaxien eine ungleich geringere Akkretionsrate – ihre Emissionen werden dementsprechend von den mit dem Jet zusammenhängenden Leuchtphänomenen dominiert.

Die Fanaroff-Riley-Klassifikation unterscheidet zwei Typen von Radiogalaxien: Typ I (FR-I), bei dem die Helligkeit vom Zentrum hin nach außen hin abnimmt und die im allgemeineren deutlich leuchtstärkeren Radiogalaxien vom Typ II (FR-II), bei denen die Quellen mit höchster Flächenhelligkeit weiter außen liegen.<ref>
http://esoads.eso.org/abs/1974MNRAS.167P..31F
</ref>

http://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2009/22/aa12157-09/aa12157-09.html

http://iopscience.iop.org/0004-637X/767/1/12/article

===Blazare: BL Lac-Objekte und optisch stark variable Quasare (OVV) ===
{{Hauptartikel|BL-Lacertae-Objekt}}
[[Bild:H0323bl2.gif|thumb|left|Das BL Lac-Objekt H 0323+022 (bei Roterschiebung z=0.147); Aufnahme mit dem New Technology Telescope der [[Europäische Südsternwarte|ESO]]]]

BL Lac-Objekte oder [[BL Lacertae-Objekte]] sind nach dem 1929 von [[Cuno Hoffmeister]] entdeckten Prototyp benannt, der im [[Sternbild]] [[Eidechse (Sternbild)|Eidechse]] (Lacerta) liegt. Hoffmeister hielt das Objekt für einen [[veränderlicher Stern|veränderlichen Stern]] mit irregulären Helligkeitsvariationen; <ref>Seite ?? in {{Literatur|Autor=Cuno Hoffmeister|Titel=354 neue Veränderliche|Jahr=1929|Sammelwerk=Astronomische Nachrichten|Band=236|Seite=233–244|Online=[http://esoads.eso.org/abs/1929AN....236..233H ADS-Eintrag]}}</ref> Mit Aufkommen der Radioastronomie wurde deutlich, dass es sich um radiolaute Objekte handelt.<ref>{{Literatur
|Autor=John L. Schmitt
|Titel=BL Lac identified as a Radio Source
|Sammelwerk=Nature
|Band=218
|Jahr=1968
|Seiten=663
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/1968Natur.218..663S ADS-Eintrag]
}}
</ref>

Aus Sicht des Standardmodells entsprechen BL Lac-Objekte einer Orientierung des AGN, bei welcher der Beobachter direkt oder fast in den Jet schaut. Dieselbe Erklärung gibt das Standardmodell für die ''Flat Spectrum Radio Quasars'' (FSRQ), synonym ''optically-violent variables'' (optisch stark veränderliche Quasare, abgekürzt OVV). Beide Objektklassen werden daher zusammengefasst und als Blazare (vom englischen ''to blaze'', sehr hell leuchten) bezeichnet.

BL Lac und OVV unterscheiden sich dabei bei den Eigenschaften ihrer Linien, die bei BL Lac schwächer und von Absorptionslinien begleitet sind, wobei die Linien stark polarisiert sind, während OVV starke und sehr breite Emissionslinien zeigen. Gemeinsam haben sie starke Helligkeitsvariationen auf kurzen Zeitskalen (Stunden bis Tage), die sich erklären lassen, da der Jet aus einer kompakten Region über der Akkretionsscheibe hervorgeht, die ihre Eigenschaften ob ihrer geringen Größe auf kurzen Zeitskalen verändern kann.

===LINERs===
{{Hauptartikel|LINER}}

[[Image:M104 ngc4594 sombrero galaxy hi-res.jpg|right|thumb|300px|Die [[Sombrerogalaxie]] (M104), hier eine Aufnahme mit dem [[Hubble-Weltraumteleskop]], ist ein Beispiel für einen LINER.<ref name="hoetal1997a">
{{cite journal
| author=L. C. Ho, A. V. Filippenko, W. L. W. Sargent
| year=1997
| title=A Search for "Dwarf" Seyfert Nuclei. III. Spectroscopic Parameters and Properties of the Host Galaxies
| journal=Astrophysical Journal Supplement
| volume=112 | issue= 2 | pages=315–390
| bibcode=1997ApJS..112..315H
| doi=10.1086/313041
|arxiv = astro-ph/9704107 }}</ref>]]

Am anderen Ende des Leistungsspektrums, nahe dem Grenzbereich zu normalen, inaktiven Galaxien, liegen LINER, aus dem englischen ''low-ionization nuclear emission-line region'', zu deutsch etwa Galaxien-Kernregionen mit Emissionslinien geringen Ionisationsgrades. Wie der Name besagt weisen diese Objekte Emissionslinien von schwach ionisierten [[Ion]]en oder neutralen Atomen auf, beispielsweise [[Sauerstoff|O]], [[Sauerstoff|O<sup>+</sup>]], [[Stickstoff|N<sup>+</sup>]] oder [[Schwefel|S<sup>+</sup>]], während Emissionslinien von stärker ionisierten Atomen vergleichsweise schwach sind.<ref name="heckman1980">
{{cite journal
| author= T. M. Heckman
| year=1980
| title=An optical and radio survey of the nuclei of bright galaxies - Activity in normal galactic nuclei
| journal=[[Astronomy and Astrophysics]]
| volume=87 | pages=152–164
| bibcode=1980A&A....87..152H
}}</ref>

Ob es sich bei LINERn tatsächlich um AGN handelt, die dem Standardmodell entsprechend durch ein supermassereiches zentrales Schwarzes Loch angetrieben werden, ist Gegenstand von Diskussionen; dieser Mechanismus wird von einer Reihe von Astronomen bejaht,<ref name="heckman1980" /><ref name="hoetal1993">{{cite journal
| author= L. C. Ho, A. V. Filippenko, W. L. W. Sargent
| year=1993
| title=A Reevaluation of the Excitation Mechanism of LINERs
| journal=Astrophysical Journal
| volume=417 | pages=63–81
| bibcode=1993ApJ...417...63H
| doi=10.1086/173291
}}</ref> während andere hinter der Aktivität besonders leistungsstarke [[Sternentstehung]]sregionen vermuten.<ref name="terlevichmelnick1985">
{{cite journal
| author=R. Terlevich, J. Melnick
| year=1985
| title=Warmers - The missing link between Starburst and Seyfert galaxies
| journal=[[Monthly Notices of the Royal Astronomical Society]]
| volume=213 | pages=841–856
| bibcode=1985MNRAS.213..841T
| doi=10.1093/mnras/213.4.841
}}</ref><ref name="shields1992">
{{cite journal
| author=J. C. Shields
| year=1992
| title=Normal O stars in dense media generate LINERs
| journal=Astrophysical Journal Letters
| volume=399 | pages=L27–L30
| bibcode=1992ApJ...399L..27S
| doi=10.1086/186598
}}</ref>

===Typ 1 versus Typ 2===

Zur Häufigkeit von Typ 1 und Typ 2 Galaxien:
Viele Arbeiten beschäftigen sich mit der Frage, wie groß der relative Anteil von Typ-1- und Typ-2-Objekten an der Gesamtzahl der AGNs ist. Eine einfache Antwort auf diese Frage gibt es nicht, denn das Ergebnis scheint sowohl von Leuchtstärke des AGN als auch von der Selektionsmethode abzuhängen: So gibt es etwa in Infrarot oder optisch ausgewählten AGNs keine Abhängigkeit der Typ-2-Häufigkeit von bolometrischer Helligkeit (z.B. Elvis+ 1994), im Röntgenbereich scheint dies aber anders zu sein (z.B. Hasinger+ 2008) -- wenngleich ebenfalls umstritten (etwa Eckart+ 2006). Darüberhinaus gibt es Hinweise, dass die Typ-2-Häufigkeit auch von der Rotverschiebung abhängt.
Eine möglichst genaue Abschätzungen der Gesamthäufigkeit von Typ-1- zu Typ-2-Objekten kann Rückschlüsse auf den typischen Öffnungswinkel (in statistischen Torus-Modellen: dem typischen Bedeckungsanteil) des AGN-Torus zulassen. Umgekehrt kann z.B. der Röntgen-Hintergrund zur näherungsweisen Bestimmung der AGN-Klassen-Häufigkeiten verwendet werden: Röntgenlicht, das uns gestreut erreicht (wie in Typ-2-Objekten) ist spektral von direkter Röntgenbeleuchtung unterscheidbar (Compton-Streuung).
Darüberhinaus gibt es mehr und mehr Hinweise darauf, dass die starre Einordnung eines AGN in eine AGN-Klasse oft nicht zulässig ist. So haben z.B. Risaliti+ (2002, 2008) beobachtet, wie die Röntgenabsorption in AGNs zeitlich variiert und sich der Typ der Galaxie dabei (im Röntgenbereich) entsprechend von "Typ 1" zu "Typ 2" ändert (die AGN-Klassifizierung nach Typ 1 und Typ 2 wird allerdings im Optischen vorgenommen). Dies wurde mit sehr schnell vor dem AGN vorbeiziehenden dichten Gasklumpen erklärt, einer Art "Schwarzes-Loch-Finsternis". (© iLeo ;-))
Lawrence und Elvis (2010) fassen die derzeitige Lage so zusammen: Etwa 30% aller AGNs sind nicht verdeckt (obscured), 15% ein bißchen und 55% sehr stark verdeckt. Andere Studien finden in radioselektierten AGNs (etwa Lawrence 1991) eine starke Abhängigkeit des Typ-2-Anteils von der Radio-Leuchtkraft: So soll dieser Anteil größer als 90% sein bei niedrigen Radio-Leuchtkräften, bei weniger leuchtstarken Objekten aber auf 50% sinken. Dies führte zum "receding torus paradigm", der Vorstellung, dass AGN-Tori sich "zurückziehen" wenn sie von intensiverer Strahlung getroffen werden. (Verständlich wird das wenn man sich die Sublimationsradien von Staub anschaut, die unter anderem von der Leuchtkraft des zentralen Objekts abhängen. Allerdings ist die Staubabsorption wieder hauptsächlich für die Klassifizierung im optischen Bereich verantwortlich...) In optischen Studien, z.B. aus dem vollständigen Volumen-limitierten Revised Shapley-Ames-Katalog fanden Maiolino und Rieke (1995) ein Typ-2-Verhältnis von (56 +/- 10)%. Die Frage ist aber immer auch, wie genau man AGNs überhaupt klassifizierung kann: In der eben genannten Sammlung gibt es zum Beispiel auch 20% AGNs die je nach Autor als Typ 1R ("rote Typ-1-Galaxien") oder Seyfert 1.8/1.9 bezeichnet werden. In diesen AGNs sind die breiten Emissionslinien (Definition der Typ-1-Galaxien) rotverschoben (aufgrund von moderater Absorption durch Staub). Die im Röntgen gemessenen Gas-Säulendichten in diesen Galaxien liegen zwischen den stark abgeschatteten Typ-2- und den wenig blockierten Typ-1-Galaxien, so dass es Vermutungen gibt, dass zwei verschiedene Regionen für die Abschattung verantwortlich sind: Bei manchen Galaxien (Typ 1/2-Unterteilung) wäre das dann der nukleare Staub (der "eigentlich" Torus?), bei den Typ 1Rs Staub auf größeren (kpc) Skalen der aus den Sternentstehungsgebieten der Galaxie stammt. Nimmt man diese 1R-Galaxien mit den Typ-1-Galaxien erhält man auch aus den optischen Studien einen Typ-2-Anteil von 76%.
Darüberhinaus gibt es dann noch die schwachbrüstigen AGNs, LINERs genannt (Low-Ionization Nuclear Emission Regions), die eine mehr oder weniger kontinuierliche Fortsetzung der AGN-Leuchtkraftskalen (von den extrem hellen Quasaren über Radiogalaxien zu Seyferts zu LINERs) zu sein scheinen.

==Häufigkeit: Orientierungs- und Entwicklungseffekte==

*Häufigkeit der verschiedenen Typen; Schwierigkeit statistischer Studien
*Entwicklungseffekte
*Quasare sehr viel häufiger bei z=1,2; geht mit Sternentstehungsrate einher
*Erste Quasare - wann? (z=4 müssten schon seit Urknall mit Eddington-Limit-Rate akkretiert haben)

==Wechselwirkung mit umgebenden Galaxien==

Aktive Galaxienkerne und die sie umgebenden Galaxien

===Zusammenhänge bei Massen, Helligkeiten und Geschwindigkeitsverteilung===

Kormendy und Richstone 1995: relation of total blue absolute magnitude of the host spheroid and Bh mass
(buklge: for ellipticals, entire galaxy)

====Zusammenhang zwischen Bulge-Masse und Masse des Schwarzen Lochs====
Magorrian et al. 1998 correlation bulk mass, bh mass
neu: Sani 2010

Relation velocity dispersion und bh mass
Ferrarese Merritt 2000

Gebhardt et al 2000

...aber Diskussion über Slope

beste Korrelation: bh mass und velocity dispersion hat kleinsten Scatter

===Einfluss von AGN auf die Sternentstehung===

*Quasar feedback
*radio mode, quasar mode
*Star formation and BH growth
*Luminosity-mass relations
*Role of mergers?
*Radio galaxies have cavities produced by the radio jets. Birzan et al.: calculate work, convert to "mechanical luminosity"

http://mnras.oxfordjournals.org/content/406/2/822.full

Der Schwerkrafteinfluss des schwarzen Lochs kann für den Zusammenhang nicht direkt verantwortlich sein: der Bereich, in dem der Gravitationseinfluss des Schwarzen Lochs dominiert, entspricht nur einigen Tausendsteln des Bulge-Radius, entsprechen Bruchteilen eines Millionstels des Bulge-Volumens.

Energetische Betrachtungen versprechen ein günstigeres Bild: Für typische aktive Galaxien

Agn outflows can explain mbh sigma relation - shell in Eddington limit
King 2010
Mon. Not. R. Astron. Soc. 402, 1516–1522 (2010)
Agn driven outflow: matter expelled by agn

Simulations: http://arxiv.org/abs/1402.4482

Goal of studying feedback: What about higher redshifts? Relation varies, e.g. Hopkins et al. 2007

==Aktive Galaxienkerne als Beobachtungswerkzeuge==

Quasare, Radiogalaxien und andere AGN sind nicht nur als Beobachtungsobjekte von Interesse. Sie können auch als Beobachtungswerkzeuge dienen, mit deren Hilfe sich andere astronomische Objekte untersuchen lassen, etwa das [[intergalaktisches Medium|intergalaktische Medium]] oder die den aktiven Galaxienkern umgebende Galaxie. Eine irdische Anwendung finden insbesondere die Quasare als unbewegte, unveränderliche Bezugspunkte für geodätische Messungen.

===Absorption durch Materie zwischen Quasar und Beobachter===

Quasare sind weit entfernte, leuchtstarke Objekte. Absorption von Licht des Quasars bei charakteristischen Frequenzen gibt daher Aufschluss über die Materie, die sich zwischen dem Quasar und einem irdischen Beobachter befindet. Bei den betreffenden Entfernungen spielt die [[Rotverschiebung#Kosmologische_Rotverschiebung|kosmologische Rotverschiebung]] eine wichtige Rolle: Je nach der Entfernung des absorbierenden Materials erscheinen die Absorptionslinien im Quasarlicht bei unterschiedlichen Wellenlängen. Damit enthält das Quasarspektrum Informationen über die räumliche Verteilung der Materie entlang der Sichtlinie.

====Lyman Alpha-Wald====

Wichtigste Ausprägung dieses Phänomens ist der [[Lyman-Alpha-Wald]] (engl. ''lyman alpha forest''): Die dichte Reihe von Absorptionslinien des [[Lyman-Serie|Lyman-Alpha-Übergangs]] neutraler Wasserstoffatome, welche durch Wasserstoffgaswolken bei unterschiedlichen Entfernungen (und damit unterschiedlichen Rotverschiebungen) hervorgerufen wurden. Erstmals nachgewiesen wurde''Kursiver Text'' ein Lyman-Alpha-Wald 1971 für den Quasar 4C 05.34.<ref>
{{Literatur
|Autor=Roger Lynds
|Titel= The Absorption-Line Spectrum of 4C 05.34
| Sammelwerk= Astrophysical Journal
| Jahr= 1971
| Band = 164 | Seiten= L73-L78| Online= [http://adsabs.harvard.edu/abs/1971ApJ...164L..73L ADS-Eintrag] }}
</ref>

====Gunn-Peterson-Trog====

Das (wenige) Wasserstoffgas, das sich überall im intergalaktischen Raum befindet, sollte angesichts seiner kontinuierlichen Verteilung keinen Wald von Linien erzeugen, sondern das Quasarlicht bei allen Wellenlängen zwischen der unverschobenen Lyman-Alpha-Wellenlänge und der mit der Rotverschiebung des Quasars verschobenen Lyman-Alpha-Linie abschwächen. Dieser sogenannte [[Gunn-Peterson-Trog]] wurde 1965 von Gunn und Peterson postuliert und benutz, um eine Obergrenze für die kosmische Dichte von neutralem Wasserstoff abzuschätzen.<ref>
{{Literatur
|Autor=James E. Gunn und Bruce A. Peterson
|Titel=On the Density of Neutral Hydrogen in Intergalactic Space
|Sammelwerk=Astrophysical Journal
|Band=142
|Jahr=1965
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/1965ApJ...142.1633G ADS-Eintrag]
}}
</ref>

Interessant wird der Gunn-Peterson-Trog im Hinblick auf die Ionisationsgeschichte des frühen Universums. In den heute akzeptierten Entwicklungsmodellen entstehen bei ruhd 380.000 Jahren [[kosmische Zeit|kosmischer Zeit]] die ersten Wasserstoffatome (zugleich wird die [[kosmische Hintergrundstrahlung]] freigesetzt. Im Rahmen der [[Reionisierungsepoche]] zwischen 150 Millionen und einer Milliarde Jahre später wird dieses atomare Gas durch die energiereiche Strahlung der ersten Sterne wieder ionisiert. Für diejenigen Gebiete entlang der Sichtlinie zu einem fernen Quasar, die das Licht in der Zeit vor der Reionisierung durchlaufen hat, sollte daher ein Gunn-Peterson-Trog nachweisbar sein. Dessen Lage wiederum erlaubt Rückschlüsse auf die zeitliche Einordnung der Reionisierungsphase, und damit auf das Alter der ältesten Sterne. Erstmals direkt beobachtet wurde ein solcher Trog im Jahre 2001 im Spektrum eines Quasars mit Rotverschiebung z=6,28.
<ref>
{{Literatur
|Autor=R. H. Becker et al.
|Titel=Evidence For Reionization at z ~ 6: Detection of a Gunn-Peterson Trough In A z=6.28 Quasar | Jahr=2001 | Sammelwerk=Astronomical Journal | Band=122 | Nummer=6 | Seiten=2850–2857 | bibcode=2001AJ....122.2850B | doi=10.1086/324231|arxiv = astro-ph/0108097 }}
</ref>

====Chemische Evolution: Deuterium====

Absorptionslinien, die sich ihren Rotverschiebungen entsprechend der fernen kosmischen Vergangenheit zuordnen lassen, sind auch für die Rekonstruktion der chemischen Evolution, also der zeitlichen Entwicklung der [[Chemisches Element|Element]]- bzw. [[Isotop]]enhäufigkeiten von Bedeutung. Quasar-Absorptionslinien spielen dabei insbesondere für die Rekonstruktion der [[Deuterium]]häufigkeit im frühen Universum eine Rolle und ermöglichen es, die Vorhersagen der [[Urknall]]modelle zur Entstehung dieses leichten Elements ([[primordiale Nukleosynthese]]) zu prüfen.<ref>
{{Literatur
|Autor=D. Tytler, X. M. Fan und S. Burles
|Titel=Cosmological baryon density derived from the deuterium abundance at redshift z =3.57
|Sammelwerk= Nature
|Band=381
|Seiten= 207
|Jahr=1996
| Online = [http://ned.ipac.caltech.edu/level5/Tytler2/Tytler_contents.html Online-Version auf NED]
}}
</ref>

Die primordiale Deuteriumhäufigkeit ist dabei insbesondere der empfindlichste Indikator für die [[Baryonenzahl]] im frühen Universum, definiert als Verhältnis der Anzahlen von Baryonen.<ref>{{Literatur
|Autor = Robert V. Wagoner
|Titel = Big-Bang Nucleosynthesis Revisited
|Sammelwerk = Astrophysical Journal
| Online = [http://esoads.eso.org/abs/1973ApJ...179..343W ADS-Eintrag]
|Jahr = 1973
| Seiten =343–360
|Band = 179
}}
</ref>

====Variabilität von Naturkonstanten====

In 1999, a team led by [[John K. Webb]] of the [[University of New South Wales]] claimed the first detection of a variation in ''α''.<ref>
{{Cite journal
|author = J.K. Webb ''et al''.
|year = 1999
|title = Search for Time Variation of the Fine Structure Constant
|journal = [[Physical Review Letters]]
|volume = 82 | issue = 5 | pages = 884–887
|doi = 10.1103/PhysRevLett.82.884
|arxiv = astro-ph/9803165
|bibcode=1999PhRvL..82..884W
}}</ref><ref>
{{Cite journal
|author = M.T. Murphy ''et al''.
|year = 2001
|title =Possible evidence for a variable fine-structure constant from QSO absorption lines: motivations, analysis and results
|journal = [[Monthly Notices of the Royal Astronomical Society]]
|volume = 327 | page = 1208
|doi = 10.1046/j.1365-8711.2001.04840.x
|arxiv = astro-ph/0012419 |bibcode = 2001MNRAS.327.1208M
|issue = 4 }}</ref><ref>
{{Cite journal
|author = J.K. Webb ''et al''.
|year = 2001
|title = Further Evidence for Cosmological Evolution of the Fine Structure Constant
|journal = [[Physical Review Letters]]
|volume = 87 | issue = 9 | pages = 091301
|doi = 10.1103/PhysRevLett.87.091301
|arxiv = astro-ph/0012539
|pmid = 11531558
|bibcode=2001PhRvL..87i1301W
}}</ref><ref>
{{Cite journal
| author = M.T. Murphy, J.K. Webb, V.V. Flambaum
| year = 2003
| title = Further Evidence for a Variable Fine-Structure Constant from Keck/HIRES QSO Absorption Spectra
| journal = [[Monthly Notices of the Royal Astronomical Society]]
| volume = 345 | page = 609
| doi =10.1046/j.1365-8711.2003.06970.x
|arxiv = astro-ph/0306483 |bibcode = 2003MNRAS.345..609M
| issue = 2 }}</ref> Using the [[Keck telescopes]] and a data set of 128 [[quasars]] at [[redshifts]] 0.5&nbsp;<&nbsp;''z''&nbsp;<&nbsp;3, Webb ''et al.'' found that their spectra were consistent with a slight increase in ''α'' over the last 10–12&nbsp;billion years. Specifically, they found that
:<math>\frac{\Delta \alpha}{\alpha} \ \stackrel{\mathrm{def}}{=}\ \frac{\alpha _\mathrm{prev}-\alpha _\mathrm{now}}{\alpha_\mathrm{now}} = \left(-5.7\pm 1.0 \right) \times 10^{-6}.</math>

In 2004, a smaller study of 23 absorption systems by Chand ''et al.'', using the [[Very Large Telescope]], found no measureable variation:<ref>
{{Cite journal
|author=H. Chand ''et al''.
|year=2004
|title=Probing the Cosmological Variation of the Fine-Structure Constant: Results Based on VLT-UVES Sample
|journal=[[Astronomy & Astrophysics]]
|volume=417 |page=853
|doi=10.1051/0004-6361:20035701
|bibcode=2004A&A...417..853C
|arxiv = astro-ph/0401094
|issue=3 }}</ref><ref>
{{Cite journal
|author=R. Srianand ''et al''.
|year=2004
|title=Limits on the Time Variation of the Electromagnetic Fine-Structure Constant in the Low Energy Limit from Absorption Lines in the Spectra of Distant Quasars
|journal=[[Physical Review Letters]]
|volume=92
|issue=12 |page=121302
|doi=10.1103/PhysRevLett.92.121302
|pmid=15089663
|bibcode=2004PhRvL..92l1302S
|arxiv = astro-ph/0402177 }}</ref>
:<math> \frac{\Delta \alpha}{\alpha_\mathrm{em}}= \left(-0.6\pm 0.6\right) \times 10^{-6}.</math>

However, in 2007 simple flaws were identified in the analysis method of Chand ''et al.'', discrediting those results.<ref>
{{Cite journal
|author=M.T. Murphy, J.K. Webb, V.V. Flambaum
|year=2007
|title=Comment on "Limits on the Time Variation of the Electromagnetic Fine-Structure Constant in the Low Energy Limit from Absorption Lines in the Spectra of Distant Quasars"
|journal=[[Physical Review Letters]]
|volume=99 |page=239001
|doi=10.1103/PhysRevLett.99.239001
|bibcode=2007PhRvL..99w9001M
|issue=23
|arxiv = 0708.3677 }}</ref><ref>
{{Cite journal
|author=M.T. Murphy, J.K. Webb, V.V. Flambaum
|year=2008
|title=Revision of VLT/UVES Constraints on a Varying Fine-Structure Constant
|journal=[[Monthly Notices of the Royal Astronomical Society]]
|volume=384 |page=1053
|doi=10.1111/j.1365-2966.2007.12695.x
|bibcode=2008MNRAS.384.1053M
|arxiv = astro-ph/0612407
|issue=3 }}</ref>

====Vermessung des "kosmischen Netzes"====

Inflow: http://adsabs.harvard.edu/abs/2013arXiv1307.6588C

[[Fluoreszenz]] http://esoads.eso.org/abs/2014Natur.506...63C

===Astrometrie und Geodäsie===

Aufgrund ihrer hohen Leuchtkraft gehören Quasare zu denjenigen Objekten, die auf die weitesten Entfernungen überhaupt sichtbar ist. Die entsprechend hohen Entfernungen bewirken, dass sich die scheinbare Position des Objekts am Nachthimmel für einen Beobachter auf der Erde selbst dann nicht verändern wird, wenn sich der entsprechende Quasar relativ zu seiner kosmischen Umgebung mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Quasare eignen sich deswegen, um das [[Internationales Himmelsreferenzsystem|Internationale Himmelsreferenzsystem]] (ICRS) mit großer Genauigkeit zu bestimmen.<ref>
{{Literatur
|Autor=A. H. Andrei et al.
|Titel=The large quasar reference frame (LQRF): An optical representation of the ICRS
|Sammelwerk= Astronomy and Astrophysics
|Band=505
|Jahr=2009
|Seiten=385–404
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/2009A%26A...505..385A ADS-Datenbankeintrag]
|doi = 10.1051/0004-6361/200912041
}}
</ref>

Der Astrometrie-Satellit [[Gaia (Raumsonde)|Gaia]], der die Entfernung von rund einer Milliarde von Sternen mithilfe der [[Parallaxe|Parallaxenmethode]] mit bislang unerreichter Genauigkeit vermessen soll, wird als Teil seiner Mission eine Durchmusterung auch rund 500,000 Quasare erfassen und eine Untermenge davon als Hilfsmittel zur Kalibration seiner Parallaxenmessungen verwenden.<ref>
{{Literatur
|Autor=A. H. Andrei et al.
|Titel=Gaia initial QSO catalogue: the variability and compactness indexes
|Sammelwerk=Memorie della Societa Astronomica Italiana
|Band=83
|Jahr=2012
|Seiten=930–933
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/2012MmSAI..83..930A ADS-Eintrag]
}}
</ref>

Relativ zu dem durch die Quasare gegebenen Bezugsrahmen lassen sich mit Hilfe der [[Very Long Baseline Interferometry]] (VLBI) auch irdische Bewegungen und Orte mit großer Genauigkeit bestimmen. Auf diese Weise sind präzise Messungen der Parameter der [[Erdrotation]] ebenso möglich wie der [[Kontinentalverschiebung]].<ref>
{{Literatur
|Autor=H. Schuh und D. Behrend
|Titel=VLBI: A fascinating technique for geodesy and astrometry
|Sammelwerk=Journal of Geodynamics
|Band=61
|Jahr=2012
|Seiten=68–80
|Online=[http://esoads.eso.org/abs/2012JGeo...61...68S ADS-Eintrag]
}}
</ref>

===AGN als Standardkerzen===
Kosmologen um Darach Watson von der [[Universität Kopenhagen]] haben eine Methode entwickelt, mithilfe von AGN [[Entfernungsmessung#Die Galaxien und das Weltall|kosmische Entfernungen]] zu bestimmen.<ref name="SdW2011110902">Aktive galaktische Kerne helfen Entfernungen zu bestimmen. In: Spektrum der Wissenschaft, November 2011. Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, Heidelberg. {{ISSN|0170-2971}}</ref><ref name="arX11094632">D. Watson, K. D. Denney, M. Vestergaard, T. M. Davis: A new cosmological distance measure using AGN. 21. September 2011. [http://de.arxiv.org/abs/1109.4632v1 de.arxiv.org/abs/1109.4632v1] (astro-ph.CO)</ref> Die Methode basiert auf dem Zusammenhang zwischen der [[absolute Helligkeit|absoluten Helligkeit]] von Galaxienkernen und deren Helligkeit, wie sie von der Erde aus erscheint.

Fällt Materie in das zentrale Schwarze Loch der Galaxie, heizt sie sich stark auf und gibt als Folge davon energiereiche Strahlung ab. Durch diese werden benachbarte [[Nebel (Astronomie)|Gaswolken]] [[Ionisation|ionisiert]] und dadurch zum Leuchten angeregt. Eine hellere Zentralregion um das Schwarze Loch führt zu tieferer Ionisation der umgebenden Gaswolken und damit auch zu einem ausgedehnteren Bereich, in dem Gaswolken leuchten. Veränderungen in der Helligkeit der Zentralregion äußern sich mit Verzögerung auch in der Helligkeit benachbarter Gaswolken. Hierüber wurden nun für 38 AGN zunächst die Größe der leuchtenden Gaswolken und anschließend die absoluten Helligkeiten der AGN selbst bestimmt. Auf diese Weise lassen sich Entfernungen bis zu einer [[Rotverschiebung#Kosmologische Rotverschiebung|Rotverschiebung]] von 4 bestimmen, entsprechend ca. 55 % des Radius des sichtbaren Universums.

===Rolle als Marker===

Gemäß dem Standardmodell sind Quasare als aktive Galaxienkerne in umgebende Galaxien eingebettet. Damit können Quasare als Marker eingesetzt werden: Wo ein weit entfernter Quasar nachgewiesen ist, sollte sich auch eine ganze Galaxie befinden, mit der dann rund um den Quasar gezielt gesucht werden kann.

===Gravitationslinsen und relativistische Optik===
{{Hauptartikel|Gravitationslinse}}
[[Datei:Einstein cross.jpg|200px|thumb|left|Das [[Einsteinkreuz]]: Eine Gravitationslinse mit dem Quasar QSO 2237+0305 als Lichtquelle]]Aufgrund ihrer großen Entfernung und großen Helligkeit sind Quasare geeignet als Lichtquellen für [[Gravitationslinse]]e, also für Situationen, in denen das Licht eines ferneren Objekts von der Masse eines dem Beobachter näheren Objekts abgelenkt wird. Bei dieser Ablenkung kommt es typischer Weise zu Verstärkungseffekten, aber bei geeigneter Anordnung auch zu Mehrfachbildern, die oft bogenartig verzerrt sind.<ref>{{Citation|first=P.|last=Schneider|first2=J.|last2=Ehlers|first3=E. E.|last3=Falco|title=Gravitational lenses|publisher=Springer|year=1992|isbn=3-540-66506-4|ref=}}</ref> Tatsächlich war der "Zwillings-Quasar" [[Q0957+561]] im Jahre 1979 das erste überhaupt bekannte Beispiel für eine Gravitationslinse.<ref>{{cite web | url=http://www.nature.com/nature/journal/v279/n5712/pdf/279381a0.pdf| title=0957+561A,B: twin quasistellar objects or gravitational lens?| accessdate=2011-04-16| last=Walsh| first=D.| coauthors=Carswell, R.F.; Weymann, R.J.| date=1979-05-31| format=pdf| publisher=nature 279| pages=381-384}}</ref>

Neben großskaligen Gravitationslinseneffekten, bei denen getrennte Bilder sichtbar sind, kommt es auch bei Quasaren zu Mikro-Gravitationslinseneffekten, bei denen sich die einzelnen Bilder nicht voneinander unterscheiden lassen, der Linseneffekt aber zu einer signifikanten Lichtverstärkung führt. Aus den Helligkeitsfluktuationen, die sich durch solche Mikrolinseneffekte ergeben, lassen sich Rückschlüsse sowohl auf die lichtaussendenden Regionen des Quasars (Kontinuum-Quelle und Broad Line Region) als auch über die Eigenschaften der Linsenobjekte ziehen.<ref>Abschnitt 4.2. in Joachim Wambsganss,
"Gravitational Lensing in Astronomy",
Living Rev. Relativity 1, (1998), 12. ([http://www.livingreviews.org/lrr-1998-12 Online-Version auf LRR], letzter Zugriff 2014-09-17)</ref>

Die Statistik von Quasar-Linsen hat interessante [[Kosmologie|kosmologische]] Konsequenzen: Aus dem Anteil an Quasaren, die Teil eines Gravitationslinsensystems sind, lässt sich die Gesamtmenge an Materie im Universum abschätzen, die in Form kompakter Objekte (nämlich potenzieller Gravitationslinsen-Massen) vorliegt.<ref>
Turner, E.L., Ostriker, J.P., and Gott III, J.R., “The statistics of gravitational lenses: the distributions of image angular separations and lens redshifts”, Astrophys. J., 284, 1–22, (1984).
(http://adsabs.harvard.edu/abs/1984ApJ...284....1T ADS-Eintrag]).
</ref>

Quasare eignen sich auch, um mit Hilfe von [[Very Long Baseline Interferometry]] als weiteres Beispiel für die relativistische [[Lichtablenkung]] den Einfluss der Masse der [[Sonne]] auf das Licht ferner Objekte zu überprüfen.<ref>Lebach, D.E., Corey, B.E., Shapiro, I.I., Ratner, M.I., Webber, J.C., Rogers, A.E.E., Davis, J.L., and Herring, T.A., “Measurement of the Solar Gravitational Deflection of Radio Waves Using Very-Long-Baseline Interferometry”, Phys. Rev. Lett., 75, 1439–1442, (1995).</ref> Die kumulative Auswertung entsprechender Daten von über 2 Millionen VLBI-Beobachtungen an 541 Quasaren und Radiogalaxien gehört zu den genauesten Messungen der Lichtablenkung durch die Sonne - und damit zu einem der strengsten Tests der Vorhersagen der [[Allgemeine Relativitätstheorie|Allgemeinen Relativitätstheorie]] zu dieser Lichtablenkung - überhaupt.<ref>Shapiro, S.S., Davis, J.L., Lebach, D.E., and Gregory, J.S., “Measurement of the solar gravitational deflection of radio waves using geodetic very-long-baseline interferometry data, 1979–1999”, Phys. Rev. Lett., 92, 121101, (2004).</ref>

==Literatur==
*{{Literatur
|Autor=Volker Beckmann und Chris R. Shrader
|Titel=Active Galactic Nuclei
|Verlag=Wiley-VCh
|Jahr=2012
|ISBN=978-3-527-41078-1
}}
*{{Literatur
|Autor=Bradley W. Carroll und Dale A. Ostlie
|Titel=An Introduction to Modern Galactic Astrophysics and Cosmology
|Verlag=Addison-Wesley
|Jahr=2007
|ISBN=0-8053-0347-2
}}
*{{Literatur
|Autor=Bradley M. Peterson
|Titel=An Introduction to Active Galactic Nuclei
|Verlag=Cambridge University Press
|Jahr=1997
|ISBN=0-521-47911-8
}}
*{{
Literatur
|Autor=Lang, Kenneth
|Titel=Essential Astrophysics
|Verlag=Springer
|Jahr=2013
|ISBN=978-3-642-35962-0
}}
*{{
Literatur
|Autor=Robson, Ian
|Titel=Active Galactic Nuclei
|Verlag=John Wiley & Sons
|Ort = Chichester
|Jahr=1996
|ISBN=978-0471960508
}}
*{{Literatur
|Autor=Gregory A. Shields
|Titel=A brief history of AGN
|Sammelwerk=Publications of the Astronomical Society of the Pacific
|Nummer=111
|Band=760
|Seiten=661–678
|arxiv=astro-ph/9903401v1
}}
* {{Literatur
|Autor = Donald E. Osterbrock
|Titel=Astrophysics of Gaseous Nebulae and Active Galactic Nuclei
|Verlag=Palgrave Macmillan
|Jahr = 2005
}}
* {{Literatur
|Autor =Julian H. Krolik
|Titel=Active Galactic Nuclei: From the Central Black Hole to the Galactic Environment
|Verlag=Princeton University Press
|Jahr=1998
}}

*[http://www.astr.ua.edu/keel/ Bill Keel's page]




Rees, M. J. 1984, ARA&A, 22, 471 http://nedwww.ipac.caltech.edu/level5/March01/Rees/frames.html

==Noch zu tun in der Sandkiste==

===Probleme und offene Fragen===
*Grenzen des Standardmodells?

===Modellspektren===

Ir: dust, mit break bei 1 mu weil Staub nicht unbegrenzt aufgeheizt werden kann, bevor er zerfällt. Blue bump: Scheibe.

http://esoads.eso.org/abs/1994ApJS...95....1E

===Gravitationslinsen===

Statistik Galaxie-Galaxie vs. Quasar-Galaxie?

==Einzelnachweise==
<references />

Version vom 17. September 2014, 20:54 Uhr

Dies hier ist die Sandkastenversion des Lemmas aktiver Galaxienkern

Aktive Galaxienkerne (englisch active galactic nuclei, ins deutsche zum Teil übersetzt als aktiver galaktischer Kern, abgekürzt oft auch im deutschen zu AGN) sind Zentralregionen von Galaxien, die beträchtliche Mengen an Strahlung aussenden, die sich nicht direkt auf die Strahlung von Sternen zurückführen lässt. Aus heutiger Sicht ist für die Energiefreisetzung der Materiefluss (Akkretion) auf ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum der betreffenden Galaxie verantwortlich. Die entscheidenden Regionen sind astronomisch gesehen sehr klein: Sie besitzen ungefähr die Größe unseres Sonnensystems und erscheinen daher auf Aufnahmen ähnlich wie Sterne als punktförmig. Das AGN-Standardmodell vereinheitlicht eine Reihe astronomischer Objekte, die unabhängig voneinander entdeckt worden waren und daher unterschiedliche Bezeichnungen tragen, insbesondere Radiogalaxie, Seyfert-Galaxie, Quasar, BL-Lacertae-Objekt, Blazar oder Liner.

Da aktive Galaxienkerne zu den leuchtkräftigsten Objekten im Universum gehören, sind sie auch auf große Entfernungen noch gut zu erkennen. Damit spielen AGN in der Astronomie auch als Beobachtungswerkzeuge eine wichtige Rolle, etwa zum Nachweis intergalaktischen Wasserstoffs durch Absorpsionslinien, als ferne Lichtquelle bei Gravitationslinsen oder als so gut wie unveränderliche Bezugspunkte für Geodäsie oder Astrometrie.

Entdeckungsgeschichte

NGC 1068, aufgenommen im Rahmen der 2MASS-Durchmusterung

Die ersten Objekte, die heutige Astronomen zu den aktiven galaktischen Kernen zählen, wurden bereits zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts entdeckt. Im Jahre 1909 veröffentlichte Edward Fath vom Lick-Observatorium seine Beobachtungen der Spektrallinien ferner Spiralgalaxien. Überraschenderweise enthielt das Spektrum des Spiralnebels NGC 1068 nicht nur Absorptionslinien, wie sie zu erwarten waren, wenn die Strahlung der Galaxie weitgehend auf das Licht ihrer Sterne zurückgeht, sondern auch Emissionslinien[1] — charakteristisch für Gas, das z.B. durch hochenergetische Strahlung oder Schockwellen ionisiert wird, und ein Kennzeichen beispielsweise von planetarischen Nebeln.[2]

Die ersten systematischen Studien von Galaxienkernen, deren Spektrum Emissionslinien aufweist, gehen auf Carl Seyfert zurück, der in den 1940er Jahren nachwies, dass sich diese Linien systematisch von den Emissionslinien etwa von HII-Regionen unterscheiden.[3] Systematische spektroskopische Untersuchungen zeigten, dass es zwei Klassen solcher Galaxien gibt: heute als Seyfert 1 bezeichnete Exemplare mit schmalen und verbreiterten Emissionslinien sowie Seyfert 2-Galaxien, bei denen nur die schmalen Emissionslinien sichtbar sind.[4]

Bild der aktiven Galaxie M 87, aufgenommen mit dem Hubble-Weltraumteleskop. Der rund 5000 Lichtjahre lange Jet ist deutlich zu sehen.

Unabhängig von den Emissionslinien-Beobachtungen führte der Beginn der Radioastronomie nach Ende des Zweiten Weltkriegs ab den 1950er Jahren zu weiteren Entdeckungen. Nachdem zu neu entdeckten starke Radioquellen wie Cygnus A und Virgo A optische Gegenstücke identifiziert waren, zeigte sich, dass es sich auch hier um extragalaktische Objekte handelte, und zwar solche mit gewaltigen Strahlungsleistungen in der Größenordnung von 1035 bis 1038 Watt.

Noch extremere Verhältnisse ergaben sich Anfang der 1960er Jahre für die Quasare, beginnend mit der Bestimmung der Rotverschiebung von 3C 273 durch Maarten Schmidt und Kollegen. Die optischen Gegenstücke der Quasare erschienen sternartig (das heißt: sie waren bei der gegebenen Auflösung nicht von einer Punktquelle zu unterscheiden). Ihre große Rotverschiebung legte alllerdings nahe, dass es sich um extragalaktische Quellen handelte.[5][6] Mit dem Beginn der Röntgenastronomie Anfang der 1960er Jahre zeigte sich, dass einige der prominentesten aktiven Galaxienkerne auch als helle Röntgenquellen in Erscheinung traten.[7]

Der aus Helligkeit und Entfernungsschätzungen erschlossene gewaltige Energieausstoß der aktiven Objekte – zunächst der Radiogalaxien, dann ganz besonders der Quasare –, führte bereits Mitte der 1960er Jahre zu der Vermutung (Hoyle und Fowler, Seldowitsch, Salpeter), dass dort eine der effektivsten Formen der Energieumwandlung zum Zuge kommt: die Freisetzung von Gravitationsenergie bei der Akkretion von Materie auf kompakte Objekte. Als wahrscheinlichste Kandidaten für die benötigten kompakten Zentralobjekte kristallisierten sich Schwarze Löcher heraus (Seldowitsch, Salpeter, Lynden-Bell).[8]

Parallel dazu sammelten sich die Hinweise auf Verbindungen zwischen den verschiedenen Klassen aktiver Objekte. Ab Anfang der 1980er Jahre gelang es, rund um Quasare Spuren der sie umgebenden Galaxien nachzuweisen.[9] Mitte der 1980er Jahre fanden Antonucci und Miller, dass die Seyfert-2-Galaxie NGC 1068 bei Beobachtungen der polarisierten Anteile des Lichts ähnliche verbreiterte Emissionslinien aufweist wie eine Seyfert-2-Galaxie. Dies weist darauf hin, dass die schnell bewegten Gaskomponenten auch im Falle von Seyfert-2-Galaxien vorhanden, aber hinter absorbierenden Wolken verborgen sind; bei direkten Beobachtungen wird das abgedämpfte Licht der breiten Linien bei weitem überstrahlt; bei der Einschränkung auf polarisiertes Licht sind die Beiträge des an Elektronen reflektierten (und auf diese Weise polarisierten) Lichts der breiten Linien nachweisbar.[10]

Aus diesen und weiteren Beobachtungen entwickelte sich in den späten 1980er und frühen 1990er Jahren ein vereinheitlichtes Modell der aktiven Galaxienkerne, das all die erwähnten Objekte – Seyfert-Galaxien, Quasare, Blazare, Radiogalaxien – als unterschiedliche Erscheinungsformen ein und derselben Sorte von System auffasst: einem supermassereichen Schwarzen Loch, umgeben von einer Akkretionsscheibe und weiterem Material, das zum Teil abschirmend wirkt, zum Teil zum eigenen Leuchten angeregt wird.[11]

Zusätzlich zu Beobachtungen einzelner Objekte spielten bei der Erforschung der aktiven Galaxienkerne zunehmend systematische Durchmusterungen eine Rolle, die statistische Untersuchungen an größeren Stichproben zuliessen. Dazu gehörten der Hamburg-ESO Quasar Survey, in jüngerer Zeit der 2df QSO Redshift Survey[12] und der Sloan Digital Sky Survey.

Standardmodell

Datei:Galaxies AGN Inner-Structure-of.jpg
Schematische Darstellung eines aktiven Galaxienkerns

Das heutige vereinheitlichte oder Standardmodell aktiver Galaxienkerne postuliert für diese Objekte eine einheitliche Struktur:[11][13] im Inneren befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch. Dessen Schwarzschildradius liegt dabei typischerweise bei um die 2 astronomischen Einheiten, entsprechend ruhd 16 Lichtminuten und einer Masse von rund 100 Sonnenmassen. Quelle der Energie, die AGNs abstrahlen, ist die beim Einfall von Materie auf die Akkretionsscheibe (und von dort weiter in Richtung auf das schwarze Loch) freigesetzte Bindungsenergie. Im Abstand zwischen 10 und 100 Lichttagenvon der Scheibe befindet sich Materie, die schnell um das schwarze Loch kreist und durch die intensive Wärmestrahlung der Scheibe zum Leuchten angeregt wird; von ihr, aus der sogenannten broad line region, stammt die Strahlung der stark verbreiterten Emissionslinien.

Die Akkretionsscheibe ist außerdem verantwortlich für das Entstehen eines eng gebündeltenJets schneller Teilchen, der senkrecht zur Scheibenebene in zwei entgegengesetzte Richtungen in den Raum hinein reicht und Längen im Bereich von tausenden oder sogar Millionen Lichtjahren erreichen kann. Seinen Ausgang nimmt der Jet in einer im Vergleich dazu winzigen, nämlich nur rund einen Lichttag großen zentralen Region (radio core) rund um die Akkretionsscheibe.

Im Abstand von einigen bis einigen Dutzend Lichtjahren vom Zentrum ist der innere Teil des Systems von einem ausgefransten, dickem Staubring umgeben: dem Staubtorus, der genau so ausgerichtet ist wie die Akkretionsscheibe selbst. Das energierreiche UV-Licht der Akkretionsscheibe wird von diesem Staubtorus abgeschirmt. Oberhalb und unterhalb der Torusöffnung finden sich dagegen bis im Abstand von einigen hundert Lichtjahren Regionen, in denen das dort vorhandene Gas ionisiert und so zum Leuchten angeregt wird. Diese narrow line region ist die Quelle der schmalen Emissionslinien aktiver Galaxienkerne.

Das gesamte System ist eingebettet in die Zentralregion, den sogenannten bulge einer Galaxie, einer kugelförmigen Sternverteilung mit einem typischen Radius von rund 15.000 Lichtjahren.

Die unterschiedlichen Erscheinungsbilder aktiver Galaxien

Datei:Galaxies AGN Jet Properties-with-LoS.jpg
Vereinheitlichte Beschreibung der aktiven Galaxienkerne, von oben nach unten: Radiogalaxie bzw. AGN Typ 2 mit Blick von der Seite auf den Staubtorus, AGN vom Typ 1 mit Einblick auf die broad line regions, Blick direkt in den Jet bei Blazaren

Aus der Struktur des Standardmodells ergeben sich die unterschiedlichen Erscheinungsbilder wie folgt. Zum einen können sich aktive Galaxienkerne durch ihren Aktivitätslevel unterscheiden, maßgeblich bestimmt durch die Akkretionsrate. Die Aktivität von Quasaren ist dabei sehr hoch, so dass der aktive Kern den Rest der Galaxie bei weitem überstrahlt; bei Seyfert-Galaxien ist der Kern ungleich leuchtschwächer, so dass er als helle Region der ansonsten gut sichtbaren umgebenden Galaxie erscheint. Dem Standardmodell zufolge sollte jeder Quasar demnach eine umgebende Galaxie (host galaxy) besitzen; dass mit immer besseren Beobachtungsmethoden immer mehr dieser Galaxien nachgewiesen werden können, bestätigt die Vorhersage.

Der Staubtorus schirmt die ionisierende UV-Strahlung der Akkretionsscheibe ab. Die broad line region (BLR) ist daher nur sichtbar, wenn Beobachter und aktiver Galaxienkern so zueinander orientiert sind, dass der Beobachter von oben unten in den Torus hineinschauen kann; dann sieht er die BLR und stellt im Spektrum stark verbreiterte Linien fest – so kommen im Standardmodell die Seyfert-1-Galaxien und die Quasare vom Typ 1 zustande.

Wird die Strahlung der BLR dagegen vom Staubtorus abgeschirmt, sind nur die schmalen Emissionslinien zu sehen. So kommt es zu Seyfert-2-Galaxien oder Quasaren vom Typ 2. Das erklärt auch, warum die breiten Linien bei Beobachtungen im polarisierten Licht noch sichtbar sein können: Ih dieser Situation ist von der BLR-Strahlung nur noch derjenige Anteil zu sehen, der nach oben bzw. unten aus dem Torus entweicht und danach erst in Richtung des Beobachters gestreut wird. Für sich genommen ist diese Strahlung zu schwach, um im Vergleich mit der Strahlung der schmalen Linien nachweisbar zu sein. Durch die Streuung ist dieser BLR-Anteil aber stark polarisiert; beschränkt man sich auf Messungen an polarisiertem Licht, ist dieser Anteil daher gut nachweisbar.

Ein weiterer, seltener Orientierungseffekt tritt ein, wenn einer der Jets direkt oder fast direkt auf den Beobachter gerichtet ist. So erklärt das Standardmodell Blazare bzw., bei geringer Leuchtkraft, BL Lacertae-Objekte.

Das Modell erklärt auch die Rollen der unterschiedlichen Wellenlängenbereiche des Lichts: Die Röntgenstrahlung der Akkretionsscheibe wird vom Staubtorus so gut wie nicht abgeschwächt und ist daher bei allen aktiven Galaxienkernen sichtbar. UV- und sichtbares Licht der Akkretionsscheibe, sowie die zugehörigen Emissionslinien der BLR, sind nur bei geeigneter Orientierung des Torus sichtbar. Im Infraroten dagegen können wir auch die Strahlung des Staubtorus selbst nachweisen.

Je nach Zuflussrate der einfallenden Materie heizt sich die Akkretionsscheibe mehr oder weniger auf. Kühlere Akkretionsscheiben strahlen weniger an Wärmestrahlung aus und bieten günstige Voraussetzungen für Magnetfeldlinien, die mit dem Plasma mitgeführt werden und einen der möglichen Mechanismen für die Entstehung eines Jets und der damit verbundenen Synchrotronstrahlung insbes. auch im Radiobereich darstellen. Heißere Scheiben strahlen deutlich mehr an Wärmestrahlung ab und bieten weniger günstige Bedingungen für die Jet-Entstehung. So kann das Standardmodell die Existenz von radiolauten (Jet bzw. Synchrotronstrahlung dominieren) und radioleisen AGN erklären.

Zentrales Schwarzes Loch

Im Zentrum des aktiven Galaxienkerns sitzt ein supermassereiches schwarzes Loch, das typischerweise um die 100 Millionen Sonnenmassen besitzt, in extremen Fällen aber durchaus bis zu 10 Milliarden Sonnenmassen in sich vereinigen kann. Die Notwendigkeit, eines solchen Gebildes als Zentralobjekts wurde direkt aus Überlegungen zum Ausmaß der Energiefreisetzung bei AGNs erschlossen: Akkretion, also der Einfall von Materie unter dem Schwerkrafteinfluss einer Masse, kann unter allen Arten der Energiefreisetzung den höchsten Wirkungsgrad (Verhältnis von freigesetzter Energie zur Masse der einfallenden Materie) aufweisen. Als Erklärung für die Leuchtkraft der AGNs ist allerdings ein besonders kompaktes Objekt vonnöten; natürlichster Kandidat sind die laut Allgemeiner Relativitätstheorie kompaktesten Objekte überhaupt: Schwarze Löcher.

Theoretische Beschreibung

Im allgemeinen wird ein auf natürliche Weise entstandenes Schwarzes Loch einen Drehimpuls ungleich Null besitzen, also rotieren. Rotierende Schwarze Löcher werden durch die sogenannte Kerr-Lösung beschrieben. Sie besitzt rund um den Horizont eine sogenannte Ergosphäre, in der sämtliche dort befindliche Materie zur Rotation um das Schwarze Loch gezwungen wird; in einigen Modellen für die Entstehung von Jets aktiver Galaxienkerne spielt dieser Umstand eine wichtige Rolle.

Rotierende Löcher besitzen noch andere für die Akkretion günstige Eigenschaften: Die innerstmögliche stabile (von Gravitationswelleneffekten abgesehen) Umlaufbahn eines Testteilchens liegt bei einem Kerr-Loch insbesondere für Teilchenbahnen mit demselben Umlaufbahnsinn wie das Schwarze Loch deutlich weiter innen als für nicht-rotierende (Schwarzschild-)Löcher. Dementsprechend größer ist der Anteil an Bindungsenergie, der freigesetzt werden kann, bevor Materie im Schwarzen Loch verschwindet; entsprechend größer ist der bei Akkretion erreichbare Wirkungsgrad: 42% für ein maximal schnell rotierendes Kerr-Loch im Vergleich mit knapp 6% bei einem Schwarzschild-Loch. Für astrophysikalische Situationen, in denen die Rotation des Schwarzen Lochs durch die einfallende Materie fast auf den Maximalwert beschleunigt wurde, erhält man immerhin respektable 32%.[14]

Größe und Beobachtungsmöglichkeiten

Die charakteristische Größenskala für ein Schwarzes Loch ist der von seiner Masse abhängige zugehörige Schwarzschild-Radius. Für ein supermassereiches Schwarzes Loch mit 100 Millionen Sonnenmassen beträgt er zwei astronomische Einheiten, also das Doppelte des mittleren Abstandes von der Erde zur Sonne; bei einer Masse von 10 Milliarden Sonnenmassen erhält man 200 astronomische Einheiten, für das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, mit rund 4 Millionen Sonnenmassen, sind es knapp 0,1 astronomische Einheiten. Derart kleine Strukturen liegen für das Schwarze Loch unserer Heimatgalaxie innerhalb der Möglichkeiten zukünftiger Beobachtungen; für selbst die nächsten aktiven Galaxien sind sie in absehbarer Zeit technisch unmöglich.[15]

Massenbestimmung

Bild rechts: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1994/23/image/b/format/web_print/

Die Masse des zentralen Schwarzen Lochs kann dabei auf verschiedene Weisen bestimmt werden. In unserer Heimatgalaxie lassen sich umlaufbahnen einzelner Sterne um das zentrale Schwarze Loch direkt verfolgen; aus dem dritten Keplerschen Gesetz folgt dann die Masse des Zentralobjekts. Für andere Galaxien lassen sich keine individuellen Sterne unterscheiden; könne für verschiedene Abschnitte der Kernbereiche einer Galaxie Spektren bestimmt werden, lässt sich abschätzen, innerhalb welcher Grenzen die Geschwindigkeitswerte für die Sterne der betreffenden Regionen liegen. Aus der Breite dieser Verteilung (Geschwindigkeitsdispersion) lässt sich über den Virialsatz auf das Gravitationspotential schließen; aus den Beobachtungen und der Entfernung zur Galaxie folgt der Abstand der beobachteten Gebiete vom Zentrum, so dass man aus dem Potentialwert auf die eingeschlossene Masse schließen kann.

Für aktive Galaxien vom Typ 1 gibt es ein weiteres Verfahren: reverberation mapping, zu deutsch in etwa "Nachhall-Aufzeichnung". Die Breite der Emissionslinien aus der broad line region ist mit der Geschwindigkeitsdispersion der betreffenden Materie, also wiederum über den Virialsatz mit dem Gravitationspotenzial verknüpft. Zur Bestimmung von muss daher noch der Abstand zur Zentralregion bestimmt werden. Im Gegensatz zum Fall der Sternbewegungen ist es in diesem Falle aber nicht möglich, diese Information aus räumlich aufgelösten Beobachtungen zu erhalten. An deren Stelle tritt beim reverberation mapping eine Analyse, die Echo-Effekte ausnutzt: Die Scheibenabstrahluhg fluktuiert auf Zeitskalen bis hinunter zu weniger als einer Stunde. Auf direktem Wege erreicht uns die Information über die Fluktuationen der Kontinuumskomponente des AGN-Spektrums. Dieselben Fluktuationen treten auch in den breiten Spektrallinien auf – allerdings zeitverzögert, weil die Strahlung schließlich erst einmal die broad line region erreichen muss, von der aus sie dann in Richtung Beobachter reflektiert wird. Da sich die Strahlung mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, ist die Zeitverzögerung ein Maß für den Abstand von Akkretionsscheibe und der betreffenden Region der broad line region; eine systematische Auswertung der Zeitverzögerungen ermöglicht deswegen eine Bestimmung der Abstände, die nötig sind um aus dem Potential auf die Zentralmasse zu schließen.[16]

Akkretionsscheibe

Nur für sehr spezielle Bewegungsrichtungen kann Material wie Gas oder Staub, das auf eine Masse zu fällt, das Zentralobjekt direkt erreichen; im allgemeinen wird der Drehimpuls der Materie relativ zum Zentralobjekt dazu führen, dass das Material etwas am Objekt vorbei fällt. Kollidiert es dabei mit aus anderen Richtungen ankommendem weiteren Material, kann eine Akkretionsscheibe entstehen: eine rotierende Gas- und Staubscheibe, in der Drehimpuls durch innere Reibung bzw. infolge der Viskosität des Materials nach außen transportiert wird, so dass Materie vom inneren Scheibenrand aus auf das Zentralobjekt stürzen kann. Quelle der Viskosität ist nach heutiger Erkenntnis Turbulenz aufgrund magneto-hydrodynamischer Instabilitäten.[17]

Durch Kollisionen der auf die Akkretionsscheibe stürzenden neuen mit der bereits vorhandenen Materie heizt sich die Materie stark auf. Welche Temperaturen dabei erreicht werden, hängt von der Einfallsrate (Akkretionsrate) ab: bei niedrigeren Raten liegen die Temperaturen um die zehntausend, bei höheren bei bis zu einigen hunderttausend Kelvin.[18]

Aus dem Temperaturprofil ergibt sich die Leistung der Wärmestrahlung der Akkretionsscheibe - dem Stefan-Boltzmann-Gesetz folgend gilt auch hier: höhere Temperatur, größere Strahlungsmenge. Das Spektrum der Scheibe ist dabei allerdings nicht das eines Planck'schen Strahlers mit einer einzigen charakteristischen Effektivtemperatur, sondern ergibt sich als Überlagerung der Planck-Spektren der von außen nach innen unterschiedlich heißen Scheibenregionen.

Die Obergrenze der Strahlungsleistung ist dabei durch die Eddington-Grenze gegeben, ab welcher der Strahlungsdruck weiteres Einfallen von Materie verhindert.

Heiße und kühlere Scheiben

In Verbindung mit Annahmen über das Scheibenmaterial und mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz erhält man aus der Eddington-Grenze auch eine Obergrenze für die Temperatur der Scheibe; diese liegt umso niedriger, je größer die Masse des zentralen Schwarzen Lochs ist; für eine Scheibe, deren Ausdehnung im Vergleich mit dem Schwarzschildradius konstant ist, gilt Genauere Rechnungen mit konkreten Scheibenmodellen führen auf den gleichen Zusammenhang. Die Höchsttemperaturen der AGN-Scheiben liegen deswegen deutlich unter den Temperaturen der Scheiben stellarer Schwarzen Löcher. Insbesondere produzieren AGN-Scheiben als Wärmestrahlung keine nennenswerten Mengen an Röntgenstrahlung (zur Herkunft dieser Strahlungskomponente vgl. Abschnitt Korona und Röntgenstrahlung.

Heißere Scheiben mit Effektivtemperaturen um die hunderttausend Kelvin produzieren aber immerhin beachtliche Mengen an UV-Strahlung. Im AGN-Spektrum führt dies zum (big) blue bump, sinngemäß dem "(großen) blauen Hügel", einem Maximum im Bereich des extremen UV, das zu höheren Energien bis etwa 0,6 keV, zu niedrigeren Energien bis in den Wellenbereich um 1 μm abfällt.[19]

Die UV-Strahlung bewirkt die Ionisation der Materie in der broad line region und ist so mittelbar für die breiten Emissionslinien bei AGN vom Typ 1 verantwortlich. Anhand der breiten Linien lassen sich demnach auch Rückschlüsse auf den Gesamt-Strahlungsausstoss der Scheibe ziehen.

Kühlere Scheiben dagegen produzieren deutlich weniger UV-Strahlung; in diesem Fall sollten die Linien aus der broad line region deutlich schwächer sein, wenn sie überhaupt noch nachweisbar sind. Scheiben bei dieser Temperatur sind umgekehrt aber für die Erzeugung von Jets und der damit verbundenen Synchrotronstrahlung günstig; vgl. den Abschnitt Jet.

Heißere Scheiben, bei denen die Wärmestrahlung dominiert und kühlere Scheiben, bei denen die Synchrotronstrahlung dominiert und damit insbesondere eine beträchtliche Menge an Radiostrahlung freigesetzt wird, sind im Standardmodell wie schon erwähnt die Erklärung für radiolaute im Gegensatz zu radioleisen AGN.

Korona und Röntgenstrahlung

Im Gegensatz zur Situation bei stellaren Schwarzen Löchern sind AGN-Akkretionsscheiben nicht heiß genug, um direkt als Wärmestrahlung größere Mengen an Röntgenstrahlung zu produzieren. Dass AGN trotzdem intensiv in diesem Bereich strahlen wird auf eine Korona zurückgeführt: Eine Region extrem heißen Plasmas direkt oberhalb bzw. unterhalb der Scheibe. Die Röntgenstrahlung entsteht, wenn UV-Strahlung der Scheibe von den Elektronen des Plasmas zusätzliche Energie erhält (inverse Compton-Streuung), in dieser Form zur Scheibe zurückgeworfen und von dort als weichere Röntgenstrahlung in den Raum abgestrahlt wird. Im Spektrum des AGN ergeben sich aus diesem Umstand charakteristische breite Eisenlinien aufgrund von Fluoreszenz sowie ein charakteristisches Maximum um die 30 keV, wie man es für die Reflexion der Strahlung an kalter Materie (Rückstreuung auf die Scheibe) erwarten würde.[20]

Charakteristisch für die Röntgenstrahlung von AGN sind Intensitätsfluktuationen auf astronomisch gesehen sehr kurzen Zeitskalen von Stunden oder weniger.[21] Daraus folgt, dass die Regionen, in denen die Röntgenstrahlung produziert wird, sehr klein sein müssen. Entsprechend gehen die heutigen Modelle von Klumpenstrukturen in der Korona aus, die auf den entsprechenden Zeitskalen entstehen und vergehen und während der Zeit ihrer Existenz lokalisierte Gebiete der darunterliegenden Scheibe zum Leuchten anregen[22]

Scheibenspektrum und relativistische Effekte

Das Spektrum einer schnell rotierenden Akkretionsscheibe rund um ein zentrales Schwarzes Loch, die der Beobachter nicht von oben, sondern angeschrägt wird maßgeblich von relativistischen Effekten bestimmt. Im klassischen Falle wäre das Spektrum symmetrisch um den Spektrumsschwerpunkt einer entsprechenden ruhenden Scheibe, mit zwei seitlichen Maxima entsprechend den Doppler-rot- bzw. blauverschobenen Bereichen der Scheibe, die aus Sicht des Beobachters den größten Radialgeschwindigkeitsbetrag haben. Im relativistischen Fall kommen mehrere weitere Effekte hinzu: Zeitdilatation und gravitative Rotverschiebung verschieben das Spektrum als Ganzes zum Roten hin, und relativistisches Beaming bricht die Symmetrie und lässt die Strahlung der maximal auf den Beobachter zu bewegten Scheibenabschnitte deutlich heller erscheinen als die der vom Beobachter weg bewegten. Eine entsprechende Form der Spektrallinien wurden erstmals 1995 bei der aktiven Galaxie MCG-6-30-15 nachgewiesen. [23]

Für eine helle Teilquelle, die um das Schwarze Loch umläuft, führen dieselben relativistischen Effekte zu einer charakteristischen Änderung des Spektrums mit der Zeit. Aus der Vermessung des Spektrums lassen sich daher Rückschlüsse auf die Eigenschaften des Schwarzen Lochs, nämlich auf dessen Masse und Drehimpuls ziehen.[24] Im Jahre 2004 konnten solche Effekte erstmals – allerdings mit einigen Vorbehalten – in Röntgenspektren der Seyfert-Galaxie NGC 3516 nachgewiesen werden, die mit dem Weltraumteleskop XMM-Newton aufgenommen worden waren. Daraus konnte die Masse des zentralen schwarzen Lochs der Galaxie zu zwischen 10 und 50 Millionen Sonnenmassen abgeschätzt werden.[25]

Broad line region (BLR)

Im Abstand von einigen tausend bis einigen zehntausend astronomischen Einheiten (zwischen 10 und 100 Lichttagen) um die Akkretionsscheibe befindet sich die Broad Line Region (BLR), in welcher, wie der Name sagt, die stark verbreiterten Spektrallinien der AGN entstehen. Die Linienbreite weist auf hohe Geschwindigkeiten von um die 3000 km/s hin, während zeitliche Änderungen der Linienstärke auf Zeitskalen von Stunden oder Tagen die geringe Ausdehnung der Region belegen. Dass es unter den breiten Linien keine verbotenen Linien gibt, weist darauf hin, dass es sich nicht um stark verdünntes Material handelt.

Jet

Jets sind stark gebündelte Auströmungen hoher Geschwindigkeit, die meist bipolar auftreten, also in zwei vom Zentralobjekt entgegengesetzten Richtungen. Jetquellen besitzen immer auch Akkretionsscheiben und starke Magnetfelder.

Man nimmt heute an, dass Jets magneto-hydrodynamisch beschleunigt und kollimiert werden und dass die ausströmende Materie aus der Akkretionsscheibe stammt (Modell von Blandford & Payne, 1982).[26] Aber auch rein elektrodynamische Prozesse können eine wichtige Rolle spielen und z.B. die Rotationsenergie des Schwarzen Lochs im Zentrum des AGN nutzen.[27] Die Details und die Gewichtung der unterschiedlichen Prozesse sind noch nicht abschlißend geklärt und Gegenstand aktueller Forschung.

Der direkte Beitrag der Jets zur Strahlung des AGN ist die von den Elektronen im Jet erzeugte Synchrotron-Strahlung, verstärkt durch Effekte wie die inverse Compton-Streuung der Strahlung an Elektrinen des Jets oder externer Materie. Im Jet selbst können sich Schockfronten ausbilden, an denen einige Elektronen auf noch deutlich höhere Energien beschleunigt werden, mit Lorentz-Faktoren zwischen 100 und 1000 ("Schockknoten" im Jet).

Jets sind physikalisch signifikant für den Massen- und Drehimpulsverlust der Zentralquelle und den Energieeintrag in das umgebende Medium (vgl. den Abschnitt Wechselwirkung mit den umgebenden Galaxien). Wo die Jet-Teilchen auf das umgebende intergalaktische Medium treffen entstehen ausgedehnte, radiohelle Anregungsgebiete (vgl. den Abschnitt Emissionsgebiete (Loben)).

Relativistisches Beaming

Datei:AGN Jet Aberration.png
Aberrationseffekte sorgen dafür, dass selbst isotropische Strahlung von einem Objekt (links) gebündelt erscheint, wenn sich das Objekt bewegt (rechts; Bewegung erfolgt nach rechts).

Viele Jets von AGN bewegen sich mit relativistischer Geschwindigkeit, mit Lorentzfaktoren bis ungefähr 10-15, entsprechend 99,5 bis 99,8 Prozent der Lichtgeschwindigkeit.

Das Licht, das die im Jet strömenden Teilchen (insbes. in Form von Synchrotronstrahlung) abstrahlen, ist bei solchen Geschwindigkeiten aufgrund des relativistischen Beaming-Effekts für Beobachter in oder nahe der Bewegungsrichtung um ein Vielfaches verstärkt: eine Kombination aus Aberration und (relativistischer) Doppler-Blauverschiebung kann den Strahlungsfluss, den ein solcher Beobachter misst, um einen Faktor 100 oder noch mehr verstärken. Das ist ein wichtiger Faktor zur Erklärung der großen Helligkeit etwa von Blazaren, bei denen wir dem AGN-Standardmodell zufolge direkt in einen der Jets blicken.

Die gleichen relativistischen Effekte führen für einen Jet, der sich vom Beobachter entfernt, zu einer Abschwächung der Strahlung, die diesen Beobachter erreicht. Das ist ein wichtiger Grund, warum die beiden Jets einer Radiogalaxie auf astronomischen Aufnahmen in der Regel unterschiedlich hell erscheinen ('Laing-Garrington-Effekt).[28]

Scheinbare Überlichtgeschwindigkeiten

Für Objekte, die sich relativistisch auf den Beobachter zu bewegen, können Lichtlaufzeiten dazu führen, dass ein ferner Beobachter irrtümlich auf eine überlichtschnelle Bewegung der Objekte schließt. Auf diese Weise führen direkte Rechnungen des Typs "Änderung des Winkelabstands (im Bogenmaß) mal Abstand ergibt Transversalgeschwindigkeit" für Knoten in einem Jet, die sich von der Zentralquelle entfernen zu Geschwindigkeiten, die ein Vielfaches der Lichtgeschwindigkeit betragen.

Aus der korrekten Rechnung, welche die Lichtlaufzeiten berücksichtigt, folgt, dass diese scheinbaren Überlichtgeschwindigkeiten eindeutiges Indiz dafür sind, dass sich die betreffenden Jets relativistisch, nämlich mit Lorentzfaktoren deutlich größer als Eins, bewegen. Solche Rechnungen stelle die ersten Nachweise überhaupt für relativistische Geschwindigkeiten in der Astrophysik dar.

Aus diesen hohen Geschwindigkeiten folgen die relativistischen Effekte, insbesondere relativistisches Beaming, welche die hohe Leuchtkraft der Jets bei geeigneten OrIentierungen (Jet bewegt sich auf den Beobachter zu) und damit im Standardmodell die Eigenschaften der Blazare erklären.

Zusammenhang mit kosmischer Strahlung

Schon seit längerem wird vermutet, dass die Jets von AGN Quellen zumindest eines Teils der hochenergetischen kosmischen Strahlung aus geladenen Teilchen sind, welche die Erde aus dem Weltraum erreicht. Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen kosmischer Strahlung und AGN geben die Messungen von Gamma-Observatorien wie dem Pierre-Auger-Observatorium, die Korrelationen zwischen der Einfallsrichtung kosmischer Strahlung und der Positionen von AGN am Himmel gefunden haben.[29]

Staubtorus

Bild des Staubtorus im Kern der Galaxie NGC 7052

Der Staubtorus umgibt den inneren Bereich im Abstand von einigen bis einigen Dutzend Lichtjahren (1 bis 10 parsec). Seine wichtigste Rolle im Standardmodell ergibt sich aus seinen Abschirmungseigenschaften, die insbesondere für die Unterscheidung von AGN des Typs 1 (Licht der broad line region sichtbar) und des Typs 2 (Licht der broad line region nicht sichtbar) entscheidend ist.

Neuere Detailuntersuchungen, die sich insbesondere abbildender interferometrische Methoden bedient haben, stellen allerdings das Bild eines zusammenhängenden Staubtorus infrage. Diesen Beobachtungen handelt es sich stattdessen um eine mehr oder weniger individuelle unregelmäßige Anordnung von Staubwolken in der entsprechenden Region.

Materiezufuhr

NGC 1300 fast von oben gesehen. Balkenstrukturen wie in der Mitte dieser Galaxie könnte eine wichtige Rolle dabei zukommen, aktiven Kernen genügend Materie zuzuleiten

Ein AGN wird nur solange aktiv bleiben, wie ein hinreichend starker Materiezufluss auf die Akkretionsscheibe gesichert ist. Haupthindernis ist dabei der Drehimpuls der Materie, die in Richtung Scheibe fällt; ist er zu groß, dann wird die Materie die Scheibe nie erreichen können. In den heutigen Modellen ist in dieser Hinsicht vor allem der letzte Parsec problematisch, entsprechend den letzten rund 3 Lichtjahren rund um die Scheibe.

Einigen Modellen zufolge spielen Balkenstrukturen der den AGN umgebenden Galaxie eine wichtige Rolle, um hinreichend viel Materie in die Zentralregiinen zu leiten. Andere Modelle sehen Galaxienzusammenstöße und die sich daraus ergebenden Instabilitäten (und, im Endergebnis, tieferen Potenzialtöpfe) als entscheidenden Mechanismus an, die Materiezufuhr zu sichern.

Emissionsgebiete (Loben)

Kombination aus Radiodaten und Beobachtungen im sichtbaren Licht für die Radiogalaxie Hercules A

Die Emissionsgebiete, in Anlehnung an das Englische auch Loben (lobes bzw. radio lobes) genannt, sind mit Ausdehnungen zwischen zehntausend und Millionen von Lichtjahren (3 bis 1000 kpc) die größten mit den AGN assoziierten Strukturen. Sie entstehen, wenn die schnellen Teilchen – insbesondere die Elektronen − des Jets auf das umgebende intergalaktische Medium treffen und es ganz oder teilweise mitführen. Dabei erreicht das mitgeführte Gas in dem umgebenden Medium Überschallgeschwindigkeiten, so dass sich am vorderen Ende eine Schockfront ausbildet: ein besonders stark strahlender "heißer Fleck" (hot spot).

Die Radiostrahlung der Loben, bei der es sich um Synchrotronstrahlung aufgrund der Bewegung geladener Teilchen in Magnetfeldern handelt, übertrifft die Leuchtkraft im sichtbaren Bereich um Faktoren von hundert Millionen bis zehn Milliarden.

Klassifikation

Die herkömmliche Einteilung der aktiven Galaxienkerne in verschiedene Klassen orientiert sich an Beobachtungsmerkmalen, insbesondere an Eigenschaften des Spektrums, an der Leuchtkraft des AGN selbst, der Leuchtkraft der ihn umgebenden Galaxie, und am Vorhandensein starker Radioemissionen ("radiolaut", "radioleise").[30]

Diese Einteilung gegenüber steht die Einteilung nach physikalischen Eigenschaften, wie sie sich aus dem AGN-Standardmodell ergeben. Die wichtigsten Parameter sind dabei die Masse des zentralen Schwarzen Lochs und die Akkretionsrate – sie und die anderen physikalischen Parameter können freilich nicht direkt beobachtet, sondern müssen aus den Beobachtungen erschlossen werden.

Weniger klar ist der Zusammenhang zwischen den physikalischen Parametern und der Radio-Aktivität (radiolaut oder radioleise) eines AGN. Die Aktivität scheint mit steigender Masse des Schwarzen Lochs zuzunehmen; allerdings gibt es hierbei größere Streuung.

Seyfert-Galaxien

Die Seyfert-Galaxie NGC 7742, aufgenommen mit dem Weltraumteleskop Hubble

Historisch gesehen sind Seyfert-Galaxien Objekte, die erkennbar die Struktur von Galaxien besitzen und zusätzlich einen sehr hellen Kern aufweisen. Im Standardmodell entspricht die Helligkeit des Kerns einer hohen Akkretionsrate. Dass die umgebende Galaxie trotzdem noch deutlich sichtbar ist, unterscheidet Seyfert-Galaxien von den deutlich helleren Quasaren; dass mit fortschreitender Beobachtungstechnik auch für Quasare mehr und mehr umgebende Galaxien abgebildet werden können, weicht die traditionelle Unterscheidung an dieser Stelle etwas auf.[31]

Mit abnehmender Helligkeit des Kerns beginnt das Licht der umgebenden Galaxie ab einem bestimmten Punkt zu dominieren, so dass die Kernaktivität nicht mehr nachweisbar ist. Der Übergang zu Galaxien ohne aktiven Kern ist fließend und hängt wiederum von den technischen Möglichkeiten ab.[31] Unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße ist ein gutes Beispiel: allgemein nicht als aktiver Galaxienkern klassifiziert lassen sich rund um das zentrale Schwarze Loch dennoch gelegentliche Röntgen- und Infrarotflares nachweisen.[32]

Anhand der Seyfert-Galaxien wurde erstmals die Unterteilung in Objekte vom Typ 1 (breite Emissionslinien sichtbar) und Typ 2 (nur schmale Emissionslinien) vorgenommen,[4] die im Standardmodell darauf zurückgehen, ob die inneren Regionen nahe der Akkretionsscheibe sichtbar (Typ 1) oder durch den Staubtorus verdeckt sind (Typ 2). Diese Einteilung wurde später auf alle AGN ausgedehnt (vgl. aber den Abschnitt Typ 1 versus Typ 2). Anhand der Intensitätsverhältnisse der - und -Linien führte Donald Osterbrock 1977 uhd 1981 eine noch feinere Unterteilung mit Seyfert-Galaxien vom Typ 1,5, 1,8 und 1,9 ein, die sich allerdings nicht bei allen Astronomen des Feldes durchsetzte.[33]

Quasare

Historisch gesehen waren Quasare "quasi-stellare Radioquellen" (engl. quasi-stellar radio source). Die ersten Exemplare (3C 48 and 3C 273) wurden in den frühen 1960er Jahren von Allan Sandage und Mitarbeitern entdeckt.[34][35] Erst mit der Bestimmung der Rotverschiebung durch Maarten Schmidt für 3C 273 wurde freilich klar, dass es sich um extragalaktische und damit um astronomisch gesehen sehr kleine und extrem helle Objekte handelt.

Phänomenologisch gesehen waren Quasare diejenigen sehr hellen aktiven Galaxienkerne, um die herum sich keine umgebende Galaxie nachweisen ließ, sondern nur ein heller Kern; aufgrund der geringen Ausdehnung der Kernregion wurde daher nur ein sternartiges, nämlich mit dem betreffenden Teleskop nicht von einer Punktquelle unterscheidbares Objekt festgehalten.

In moderner Einteilung unterscheiden sich Quasare von Seyfert-Galaxien durch eine besonders große Leuchtkraft der Akkretionsscheibe und der umgebenden Regionen. Der Umstand, dass um Quasare lange Zeit keine Galaxie nachgewiesen werden konnten und das es für einige Quasare auch heute noch keinen Nachweis der Galaxien gibt, ist aus dieser Sichtweise nur eine Folge der Grenzen der Beobachtungstechnik: AGN mit besonders heller Kernregion lassen sich naturgemäß auf besonders große Entfernungen nachweisen, und damit auch in Entfernungen, in denen sich die deutlich leuchtschwächere umgebende Galaxie – nicht zuletzt dadurch, dass sie durch den Quasar überstrahlt wird – mit derzeitiger Technik nicht abbilden lässt.

"Nackte Quasare" ohne umgebende Galaxie kennt das AGN-Standardmodell nicht; tatsächlich weisen Beobachtungen u.a. mit dem Hubble-Weltraumteleskop darauf hin, dass bei Quasaren ohne nachweisbare umgebende Galaxien diese Galaxien schlicht zu leuchtschwach sind, so dass es sich um einen Auswahleffekt aufgrund der Grenzen der Beobachtungsinstrumente handelt.[36]

Quasare werden nach ihrer Leuchtkraft in radiolaut oder radioleise eingeteilt. Einige Autoren unterscheiden diese beiden Fälle in der Benennung und nennen nur die radiolauten Objekte Quasare, die radioleisen dagegen QSOs (für quasi-stellar object).

Radiogalaxien

Falschfarbenbild der Radiogalaxie Cygnus A, basierend auf Daten des Very Large Array

Radiogalaxien zeichnen sich durch ihre hohe Radioleuchtkraft aus, die bis zu 1039 oder 1040 Watt betragen kann. Das entspricht einer Milliarde oder mehr mal der Energie, die normale Galaxien im Radiobereich pro Sekunde abstrahlen.

Als typische Struktur weisen viele Radiogalaxien zwei gegenüberliegende Anregungs- bzw. Emissionsregionen auf, so genannte Loben. Dabei handelt es sich um ausgedehnte Gebiete (Zahlenwert?) sehr heißen (Zahlenwert?) Gases, die entstehen, wenn die zwei in entgegengesetzter Richtung vom Galaxienkern ausgesandten Jets auf das die Galaxie umgebende intergalaktische Medium treffen.[37]

Aus moderner Sicht sind Radiogalaxien radiolaute Quasare vom Typ 2. Bei ihnen handelt es sich jeweils um sehr massive elliptische Galaxien, meistens um die zentralen Galaxien ausgedehnter Galaxienhaufen. Im Vergleich mit Seyfert-Galaxien haben Radiogalaxien eine ungleich geringere Akkretionsrate – ihre Emissionen werden dementsprechend von den mit dem Jet zusammenhängenden Leuchtphänomenen dominiert.

Die Fanaroff-Riley-Klassifikation unterscheidet zwei Typen von Radiogalaxien: Typ I (FR-I), bei dem die Helligkeit vom Zentrum hin nach außen hin abnimmt und die im allgemeineren deutlich leuchtstärkeren Radiogalaxien vom Typ II (FR-II), bei denen die Quellen mit höchster Flächenhelligkeit weiter außen liegen.[38]

http://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2009/22/aa12157-09/aa12157-09.html

http://iopscience.iop.org/0004-637X/767/1/12/article

Blazare: BL Lac-Objekte und optisch stark variable Quasare (OVV)

Das BL Lac-Objekt H 0323+022 (bei Roterschiebung z=0.147); Aufnahme mit dem New Technology Telescope der ESO

BL Lac-Objekte oder BL Lacertae-Objekte sind nach dem 1929 von Cuno Hoffmeister entdeckten Prototyp benannt, der im Sternbild Eidechse (Lacerta) liegt. Hoffmeister hielt das Objekt für einen veränderlichen Stern mit irregulären Helligkeitsvariationen; [39] Mit Aufkommen der Radioastronomie wurde deutlich, dass es sich um radiolaute Objekte handelt.[40]

Aus Sicht des Standardmodells entsprechen BL Lac-Objekte einer Orientierung des AGN, bei welcher der Beobachter direkt oder fast in den Jet schaut. Dieselbe Erklärung gibt das Standardmodell für die Flat Spectrum Radio Quasars (FSRQ), synonym optically-violent variables (optisch stark veränderliche Quasare, abgekürzt OVV). Beide Objektklassen werden daher zusammengefasst und als Blazare (vom englischen to blaze, sehr hell leuchten) bezeichnet.

BL Lac und OVV unterscheiden sich dabei bei den Eigenschaften ihrer Linien, die bei BL Lac schwächer und von Absorptionslinien begleitet sind, wobei die Linien stark polarisiert sind, während OVV starke und sehr breite Emissionslinien zeigen. Gemeinsam haben sie starke Helligkeitsvariationen auf kurzen Zeitskalen (Stunden bis Tage), die sich erklären lassen, da der Jet aus einer kompakten Region über der Akkretionsscheibe hervorgeht, die ihre Eigenschaften ob ihrer geringen Größe auf kurzen Zeitskalen verändern kann.

LINERs

Die Sombrerogalaxie (M104), hier eine Aufnahme mit dem Hubble-Weltraumteleskop, ist ein Beispiel für einen LINER.[41]

Am anderen Ende des Leistungsspektrums, nahe dem Grenzbereich zu normalen, inaktiven Galaxien, liegen LINER, aus dem englischen low-ionization nuclear emission-line region, zu deutsch etwa Galaxien-Kernregionen mit Emissionslinien geringen Ionisationsgrades. Wie der Name besagt weisen diese Objekte Emissionslinien von schwach ionisierten Ionen oder neutralen Atomen auf, beispielsweise O, O+, N+ oder S+, während Emissionslinien von stärker ionisierten Atomen vergleichsweise schwach sind.[42]

Ob es sich bei LINERn tatsächlich um AGN handelt, die dem Standardmodell entsprechend durch ein supermassereiches zentrales Schwarzes Loch angetrieben werden, ist Gegenstand von Diskussionen; dieser Mechanismus wird von einer Reihe von Astronomen bejaht,[42][43] während andere hinter der Aktivität besonders leistungsstarke Sternentstehungsregionen vermuten.[44][45]

Typ 1 versus Typ 2

Zur Häufigkeit von Typ 1 und Typ 2 Galaxien: Viele Arbeiten beschäftigen sich mit der Frage, wie groß der relative Anteil von Typ-1- und Typ-2-Objekten an der Gesamtzahl der AGNs ist. Eine einfache Antwort auf diese Frage gibt es nicht, denn das Ergebnis scheint sowohl von Leuchtstärke des AGN als auch von der Selektionsmethode abzuhängen: So gibt es etwa in Infrarot oder optisch ausgewählten AGNs keine Abhängigkeit der Typ-2-Häufigkeit von bolometrischer Helligkeit (z.B. Elvis+ 1994), im Röntgenbereich scheint dies aber anders zu sein (z.B. Hasinger+ 2008) -- wenngleich ebenfalls umstritten (etwa Eckart+ 2006). Darüberhinaus gibt es Hinweise, dass die Typ-2-Häufigkeit auch von der Rotverschiebung abhängt. Eine möglichst genaue Abschätzungen der Gesamthäufigkeit von Typ-1- zu Typ-2-Objekten kann Rückschlüsse auf den typischen Öffnungswinkel (in statistischen Torus-Modellen: dem typischen Bedeckungsanteil) des AGN-Torus zulassen. Umgekehrt kann z.B. der Röntgen-Hintergrund zur näherungsweisen Bestimmung der AGN-Klassen-Häufigkeiten verwendet werden: Röntgenlicht, das uns gestreut erreicht (wie in Typ-2-Objekten) ist spektral von direkter Röntgenbeleuchtung unterscheidbar (Compton-Streuung). Darüberhinaus gibt es mehr und mehr Hinweise darauf, dass die starre Einordnung eines AGN in eine AGN-Klasse oft nicht zulässig ist. So haben z.B. Risaliti+ (2002, 2008) beobachtet, wie die Röntgenabsorption in AGNs zeitlich variiert und sich der Typ der Galaxie dabei (im Röntgenbereich) entsprechend von "Typ 1" zu "Typ 2" ändert (die AGN-Klassifizierung nach Typ 1 und Typ 2 wird allerdings im Optischen vorgenommen). Dies wurde mit sehr schnell vor dem AGN vorbeiziehenden dichten Gasklumpen erklärt, einer Art "Schwarzes-Loch-Finsternis". (© iLeo ;-)) Lawrence und Elvis (2010) fassen die derzeitige Lage so zusammen: Etwa 30% aller AGNs sind nicht verdeckt (obscured), 15% ein bißchen und 55% sehr stark verdeckt. Andere Studien finden in radioselektierten AGNs (etwa Lawrence 1991) eine starke Abhängigkeit des Typ-2-Anteils von der Radio-Leuchtkraft: So soll dieser Anteil größer als 90% sein bei niedrigen Radio-Leuchtkräften, bei weniger leuchtstarken Objekten aber auf 50% sinken. Dies führte zum "receding torus paradigm", der Vorstellung, dass AGN-Tori sich "zurückziehen" wenn sie von intensiverer Strahlung getroffen werden. (Verständlich wird das wenn man sich die Sublimationsradien von Staub anschaut, die unter anderem von der Leuchtkraft des zentralen Objekts abhängen. Allerdings ist die Staubabsorption wieder hauptsächlich für die Klassifizierung im optischen Bereich verantwortlich...) In optischen Studien, z.B. aus dem vollständigen Volumen-limitierten Revised Shapley-Ames-Katalog fanden Maiolino und Rieke (1995) ein Typ-2-Verhältnis von (56 +/- 10)%. Die Frage ist aber immer auch, wie genau man AGNs überhaupt klassifizierung kann: In der eben genannten Sammlung gibt es zum Beispiel auch 20% AGNs die je nach Autor als Typ 1R ("rote Typ-1-Galaxien") oder Seyfert 1.8/1.9 bezeichnet werden. In diesen AGNs sind die breiten Emissionslinien (Definition der Typ-1-Galaxien) rotverschoben (aufgrund von moderater Absorption durch Staub). Die im Röntgen gemessenen Gas-Säulendichten in diesen Galaxien liegen zwischen den stark abgeschatteten Typ-2- und den wenig blockierten Typ-1-Galaxien, so dass es Vermutungen gibt, dass zwei verschiedene Regionen für die Abschattung verantwortlich sind: Bei manchen Galaxien (Typ 1/2-Unterteilung) wäre das dann der nukleare Staub (der "eigentlich" Torus?), bei den Typ 1Rs Staub auf größeren (kpc) Skalen der aus den Sternentstehungsgebieten der Galaxie stammt. Nimmt man diese 1R-Galaxien mit den Typ-1-Galaxien erhält man auch aus den optischen Studien einen Typ-2-Anteil von 76%. Darüberhinaus gibt es dann noch die schwachbrüstigen AGNs, LINERs genannt (Low-Ionization Nuclear Emission Regions), die eine mehr oder weniger kontinuierliche Fortsetzung der AGN-Leuchtkraftskalen (von den extrem hellen Quasaren über Radiogalaxien zu Seyferts zu LINERs) zu sein scheinen.

Häufigkeit: Orientierungs- und Entwicklungseffekte

  • Häufigkeit der verschiedenen Typen; Schwierigkeit statistischer Studien
  • Entwicklungseffekte
  • Quasare sehr viel häufiger bei z=1,2; geht mit Sternentstehungsrate einher
  • Erste Quasare - wann? (z=4 müssten schon seit Urknall mit Eddington-Limit-Rate akkretiert haben)

Wechselwirkung mit umgebenden Galaxien

Aktive Galaxienkerne und die sie umgebenden Galaxien

Zusammenhänge bei Massen, Helligkeiten und Geschwindigkeitsverteilung

Kormendy und Richstone 1995: relation of total blue absolute magnitude of the host spheroid and Bh mass (buklge: for ellipticals, entire galaxy)

Zusammenhang zwischen Bulge-Masse und Masse des Schwarzen Lochs

Magorrian et al. 1998 correlation bulk mass, bh mass neu: Sani 2010

Relation velocity dispersion und bh mass Ferrarese Merritt 2000

Gebhardt et al 2000

...aber Diskussion über Slope

beste Korrelation: bh mass und velocity dispersion hat kleinsten Scatter

Einfluss von AGN auf die Sternentstehung

  • Quasar feedback
  • radio mode, quasar mode
  • Star formation and BH growth
  • Luminosity-mass relations
  • Role of mergers?
  • Radio galaxies have cavities produced by the radio jets. Birzan et al.: calculate work, convert to "mechanical luminosity"

http://mnras.oxfordjournals.org/content/406/2/822.full

Der Schwerkrafteinfluss des schwarzen Lochs kann für den Zusammenhang nicht direkt verantwortlich sein: der Bereich, in dem der Gravitationseinfluss des Schwarzen Lochs dominiert, entspricht nur einigen Tausendsteln des Bulge-Radius, entsprechen Bruchteilen eines Millionstels des Bulge-Volumens.

Energetische Betrachtungen versprechen ein günstigeres Bild: Für typische aktive Galaxien

Agn outflows can explain mbh sigma relation - shell in Eddington limit King 2010 Mon. Not. R. Astron. Soc. 402, 1516–1522 (2010) Agn driven outflow: matter expelled by agn

Simulations: http://arxiv.org/abs/1402.4482

Goal of studying feedback: What about higher redshifts? Relation varies, e.g. Hopkins et al. 2007

Aktive Galaxienkerne als Beobachtungswerkzeuge

Quasare, Radiogalaxien und andere AGN sind nicht nur als Beobachtungsobjekte von Interesse. Sie können auch als Beobachtungswerkzeuge dienen, mit deren Hilfe sich andere astronomische Objekte untersuchen lassen, etwa das intergalaktische Medium oder die den aktiven Galaxienkern umgebende Galaxie. Eine irdische Anwendung finden insbesondere die Quasare als unbewegte, unveränderliche Bezugspunkte für geodätische Messungen.

Absorption durch Materie zwischen Quasar und Beobachter

Quasare sind weit entfernte, leuchtstarke Objekte. Absorption von Licht des Quasars bei charakteristischen Frequenzen gibt daher Aufschluss über die Materie, die sich zwischen dem Quasar und einem irdischen Beobachter befindet. Bei den betreffenden Entfernungen spielt die kosmologische Rotverschiebung eine wichtige Rolle: Je nach der Entfernung des absorbierenden Materials erscheinen die Absorptionslinien im Quasarlicht bei unterschiedlichen Wellenlängen. Damit enthält das Quasarspektrum Informationen über die räumliche Verteilung der Materie entlang der Sichtlinie.

Lyman Alpha-Wald

Wichtigste Ausprägung dieses Phänomens ist der Lyman-Alpha-Wald (engl. lyman alpha forest): Die dichte Reihe von Absorptionslinien des Lyman-Alpha-Übergangs neutraler Wasserstoffatome, welche durch Wasserstoffgaswolken bei unterschiedlichen Entfernungen (und damit unterschiedlichen Rotverschiebungen) hervorgerufen wurden. Erstmals nachgewiesen wurdeKursiver Text ein Lyman-Alpha-Wald 1971 für den Quasar 4C 05.34.[46]

Gunn-Peterson-Trog

Das (wenige) Wasserstoffgas, das sich überall im intergalaktischen Raum befindet, sollte angesichts seiner kontinuierlichen Verteilung keinen Wald von Linien erzeugen, sondern das Quasarlicht bei allen Wellenlängen zwischen der unverschobenen Lyman-Alpha-Wellenlänge und der mit der Rotverschiebung des Quasars verschobenen Lyman-Alpha-Linie abschwächen. Dieser sogenannte Gunn-Peterson-Trog wurde 1965 von Gunn und Peterson postuliert und benutz, um eine Obergrenze für die kosmische Dichte von neutralem Wasserstoff abzuschätzen.[47]

Interessant wird der Gunn-Peterson-Trog im Hinblick auf die Ionisationsgeschichte des frühen Universums. In den heute akzeptierten Entwicklungsmodellen entstehen bei ruhd 380.000 Jahren kosmischer Zeit die ersten Wasserstoffatome (zugleich wird die kosmische Hintergrundstrahlung freigesetzt. Im Rahmen der Reionisierungsepoche zwischen 150 Millionen und einer Milliarde Jahre später wird dieses atomare Gas durch die energiereiche Strahlung der ersten Sterne wieder ionisiert. Für diejenigen Gebiete entlang der Sichtlinie zu einem fernen Quasar, die das Licht in der Zeit vor der Reionisierung durchlaufen hat, sollte daher ein Gunn-Peterson-Trog nachweisbar sein. Dessen Lage wiederum erlaubt Rückschlüsse auf die zeitliche Einordnung der Reionisierungsphase, und damit auf das Alter der ältesten Sterne. Erstmals direkt beobachtet wurde ein solcher Trog im Jahre 2001 im Spektrum eines Quasars mit Rotverschiebung z=6,28. [48]

Chemische Evolution: Deuterium

Absorptionslinien, die sich ihren Rotverschiebungen entsprechend der fernen kosmischen Vergangenheit zuordnen lassen, sind auch für die Rekonstruktion der chemischen Evolution, also der zeitlichen Entwicklung der Element- bzw. Isotopenhäufigkeiten von Bedeutung. Quasar-Absorptionslinien spielen dabei insbesondere für die Rekonstruktion der Deuteriumhäufigkeit im frühen Universum eine Rolle und ermöglichen es, die Vorhersagen der Urknallmodelle zur Entstehung dieses leichten Elements (primordiale Nukleosynthese) zu prüfen.[49]

Die primordiale Deuteriumhäufigkeit ist dabei insbesondere der empfindlichste Indikator für die Baryonenzahl im frühen Universum, definiert als Verhältnis der Anzahlen von Baryonen.[50]

Variabilität von Naturkonstanten

In 1999, a team led by John K. Webb of the University of New South Wales claimed the first detection of a variation in α.[51][52][53][54] Using the Keck telescopes and a data set of 128 quasars at redshifts 0.5 < z < 3, Webb et al. found that their spectra were consistent with a slight increase in α over the last 10–12 billion years. Specifically, they found that

In 2004, a smaller study of 23 absorption systems by Chand et al., using the Very Large Telescope, found no measureable variation:[55][56]

However, in 2007 simple flaws were identified in the analysis method of Chand et al., discrediting those results.[57][58]

Vermessung des "kosmischen Netzes"

Inflow: http://adsabs.harvard.edu/abs/2013arXiv1307.6588C

Fluoreszenz http://esoads.eso.org/abs/2014Natur.506...63C

Astrometrie und Geodäsie

Aufgrund ihrer hohen Leuchtkraft gehören Quasare zu denjenigen Objekten, die auf die weitesten Entfernungen überhaupt sichtbar ist. Die entsprechend hohen Entfernungen bewirken, dass sich die scheinbare Position des Objekts am Nachthimmel für einen Beobachter auf der Erde selbst dann nicht verändern wird, wenn sich der entsprechende Quasar relativ zu seiner kosmischen Umgebung mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Quasare eignen sich deswegen, um das Internationale Himmelsreferenzsystem (ICRS) mit großer Genauigkeit zu bestimmen.[59]

Der Astrometrie-Satellit Gaia, der die Entfernung von rund einer Milliarde von Sternen mithilfe der Parallaxenmethode mit bislang unerreichter Genauigkeit vermessen soll, wird als Teil seiner Mission eine Durchmusterung auch rund 500,000 Quasare erfassen und eine Untermenge davon als Hilfsmittel zur Kalibration seiner Parallaxenmessungen verwenden.[60]

Relativ zu dem durch die Quasare gegebenen Bezugsrahmen lassen sich mit Hilfe der Very Long Baseline Interferometry (VLBI) auch irdische Bewegungen und Orte mit großer Genauigkeit bestimmen. Auf diese Weise sind präzise Messungen der Parameter der Erdrotation ebenso möglich wie der Kontinentalverschiebung.[61]

AGN als Standardkerzen

Kosmologen um Darach Watson von der Universität Kopenhagen haben eine Methode entwickelt, mithilfe von AGN kosmische Entfernungen zu bestimmen.[62][63] Die Methode basiert auf dem Zusammenhang zwischen der absoluten Helligkeit von Galaxienkernen und deren Helligkeit, wie sie von der Erde aus erscheint.

Fällt Materie in das zentrale Schwarze Loch der Galaxie, heizt sie sich stark auf und gibt als Folge davon energiereiche Strahlung ab. Durch diese werden benachbarte Gaswolken ionisiert und dadurch zum Leuchten angeregt. Eine hellere Zentralregion um das Schwarze Loch führt zu tieferer Ionisation der umgebenden Gaswolken und damit auch zu einem ausgedehnteren Bereich, in dem Gaswolken leuchten. Veränderungen in der Helligkeit der Zentralregion äußern sich mit Verzögerung auch in der Helligkeit benachbarter Gaswolken. Hierüber wurden nun für 38 AGN zunächst die Größe der leuchtenden Gaswolken und anschließend die absoluten Helligkeiten der AGN selbst bestimmt. Auf diese Weise lassen sich Entfernungen bis zu einer Rotverschiebung von 4 bestimmen, entsprechend ca. 55 % des Radius des sichtbaren Universums.

Rolle als Marker

Gemäß dem Standardmodell sind Quasare als aktive Galaxienkerne in umgebende Galaxien eingebettet. Damit können Quasare als Marker eingesetzt werden: Wo ein weit entfernter Quasar nachgewiesen ist, sollte sich auch eine ganze Galaxie befinden, mit der dann rund um den Quasar gezielt gesucht werden kann.

Gravitationslinsen und relativistische Optik

Das Einsteinkreuz: Eine Gravitationslinse mit dem Quasar QSO 2237+0305 als Lichtquelle

Aufgrund ihrer großen Entfernung und großen Helligkeit sind Quasare geeignet als Lichtquellen für Gravitationslinsee, also für Situationen, in denen das Licht eines ferneren Objekts von der Masse eines dem Beobachter näheren Objekts abgelenkt wird. Bei dieser Ablenkung kommt es typischer Weise zu Verstärkungseffekten, aber bei geeigneter Anordnung auch zu Mehrfachbildern, die oft bogenartig verzerrt sind.[64] Tatsächlich war der "Zwillings-Quasar" Q0957+561 im Jahre 1979 das erste überhaupt bekannte Beispiel für eine Gravitationslinse.[65]

Neben großskaligen Gravitationslinseneffekten, bei denen getrennte Bilder sichtbar sind, kommt es auch bei Quasaren zu Mikro-Gravitationslinseneffekten, bei denen sich die einzelnen Bilder nicht voneinander unterscheiden lassen, der Linseneffekt aber zu einer signifikanten Lichtverstärkung führt. Aus den Helligkeitsfluktuationen, die sich durch solche Mikrolinseneffekte ergeben, lassen sich Rückschlüsse sowohl auf die lichtaussendenden Regionen des Quasars (Kontinuum-Quelle und Broad Line Region) als auch über die Eigenschaften der Linsenobjekte ziehen.[66]

Die Statistik von Quasar-Linsen hat interessante kosmologische Konsequenzen: Aus dem Anteil an Quasaren, die Teil eines Gravitationslinsensystems sind, lässt sich die Gesamtmenge an Materie im Universum abschätzen, die in Form kompakter Objekte (nämlich potenzieller Gravitationslinsen-Massen) vorliegt.[67]

Quasare eignen sich auch, um mit Hilfe von Very Long Baseline Interferometry als weiteres Beispiel für die relativistische Lichtablenkung den Einfluss der Masse der Sonne auf das Licht ferner Objekte zu überprüfen.[68] Die kumulative Auswertung entsprechender Daten von über 2 Millionen VLBI-Beobachtungen an 541 Quasaren und Radiogalaxien gehört zu den genauesten Messungen der Lichtablenkung durch die Sonne - und damit zu einem der strengsten Tests der Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie zu dieser Lichtablenkung - überhaupt.[69]

Literatur

  • Volker Beckmann und Chris R. Shrader: Active Galactic Nuclei. Wiley-VCh, 2012, ISBN 978-3-527-41078-1.
  • Bradley W. Carroll und Dale A. Ostlie: An Introduction to Modern Galactic Astrophysics and Cosmology. Addison-Wesley, 2007, ISBN 0-8053-0347-2.
  • Bradley M. Peterson: An Introduction to Active Galactic Nuclei. Cambridge University Press, 1997, ISBN 0-521-47911-8.
  • Lang, Kenneth: Essential Astrophysics. Springer, 2013, ISBN 978-3-642-35962-0.
  • Robson, Ian: Active Galactic Nuclei. John Wiley & Sons, Chichester 1996, ISBN 978-0-471-96050-8.
  • Gregory A. Shields: A brief history of AGN. In: Publications of the Astronomical Society of the Pacific. Band 760, Nr. 111, S. 661–678, arxiv:astro-ph/9903401v1.
  • Donald E. Osterbrock: Astrophysics of Gaseous Nebulae and Active Galactic Nuclei. Palgrave Macmillan, 2005.
  • Julian H. Krolik: Active Galactic Nuclei: From the Central Black Hole to the Galactic Environment. Princeton University Press, 1998.



Rees, M. J. 1984, ARA&A, 22, 471 http://nedwww.ipac.caltech.edu/level5/March01/Rees/frames.html

Noch zu tun in der Sandkiste

Probleme und offene Fragen

  • Grenzen des Standardmodells?

Modellspektren

Ir: dust, mit break bei 1 mu weil Staub nicht unbegrenzt aufgeheizt werden kann, bevor er zerfällt. Blue bump: Scheibe.

http://esoads.eso.org/abs/1994ApJS...95....1E

Gravitationslinsen

Statistik Galaxie-Galaxie vs. Quasar-Galaxie?

Einzelnachweise

  1. E. A. Fath: The spectra of some spiral nebulae and globular star clusters. In: Lick Obs. Bull. Band 5, 1909 (harvard.edu).
  2. Vgl. Abschnitte 11.1 und 13.2 in Lang 2013.
  3. C. Seyfert: (Online version at IPAC)., vgl. Abschnitt 2 in Shields 1999.
  4. a b E. Ya. Khachikyan, D. W. Weedman: A spectroscopic study of luminous galactic nuclei. In: Astrophysics. Band 7, Nr. 3, S. 231–240 (ADS-Eintrag).
  5. Zu Radiogalaxien Abschnitt 2, zu Quasaren Abschnitt 3 in Shields 1999.
  6. Maarten Schmidt: 3C 273 : A Star-Like Object with Large Red-Shift. In: Nature. Band 197, 1963, S. 1040 (ADS-Eintrag).
  7. Vgl. Abschnitt 4 in Shields 1999.
  8. Allgemein: Abschnitt 4.2. in Shields 1999 und Israel, Werner (1987), "Dark stars: the evolution of an idea", in Hawking, Stephen W.; Israel, Werner, 300 Years of Gravitation, Cambridge University Press, pp. 199–276, ISBN 0-521-37976-8.
  9. S. Wyckoff, T. Gehren, P.A. Wehinger: Resolution of quasar images. In: Astrophysical Journal. Band 247, 1981, S. 750–761 (ADS-Eintrag)., J.B. Hutchings, D. Crampton, B. Campbell: Optical imaging of 78 quasars and host galaxies. In: Astrophysical Journal. Band 280, 1984 (ADS-Eintrag).
  10. R.R.J. Antonucci und J.S. Miller: Spectropolarimetry and the nature of NGC 1068. In: Astrophysical Journal. Band 297, 1985, S. 621–632 (ADS-Eintrag).
  11. a b R. Antonucci: Unified Models for Active Galactic Nuclei and Quasars. In: Annual Reviews in Astronomy and Astrophysics. Band 31, Nr. 1, 1993, S. 473–521, doi:10.1146/annurev.aa.31.090193.002353 (ADS-Eintrag)., Meg Urry und Paolo Padovani: Unified schemes for radio–loud AGN. In: Publications of the Astronomical Society of the Pacific. Band 107, 1995, S. 803–845, doi:10.1086/133630, arxiv:astro-ph/9506063 (ADS-Eintrag).
  12. http://www.2dfquasar.org
  13. R. Antonucci: Unified Models for Active Galactic Nuclei and Quasars. In: Annual Review of Astronomy and Astrophysics. Band 31, 1993.
  14. Abschnitt 13.14 in M. P. Hobson, G. P. Efstathiou und A. N. Lasenby: General Relativity: An Introduction for Physicists. Cambridge University Press, 2006, ISBN 978-0-521-82951-9.
  15. Vincent L. Fish und Sheperd S. Doeleman: Observing a black hole event horizon: (sub)millimeter VLBI of Sgr A*. In: Relativity in Fundamental Astronomy: Dynamics, Reference Frames, and Data Analysis, Proceedings of the International Astronomical Union, IAU Symposium. Band 261.
  16. r.D. Blandford und C.F. McKee: Reverberation mapping of the emission line regions of Seyfert galaxies and quasars. In: Astrophysical Journal. Band 255, 1982, S. 419–439 (ADS-Eintrag).
  17. Steven A. Balbus und John F. Hawley: A powerful local shear instability in weakly magnetized disks. I - Linear analysis. II - Nonlinear evolution. In: Astrophysical Journal. Band 376, 1991, S. 214–233.
  18. E. W. Bonning et al.: Accretion Disk Temperatures and Continuum Colors in QSOs. In: Astrophysical Journal. Band 659, 2007, S. 211–217, arxiv:arXiv:astro-ph/0611263 [arXiv:astro-ph] arXiv * Ungültig: arXiv:astro-ph/0611263 (ADS-Eintrag).
  19. {{Literatur |Autor=Y.Y. Zhou et al. |Titel=Statistical Properties of the Big Blue Bump in Active Galactic Nuclei |Sammelwerk=Astrophysical Journal |Band=475 |Jahr=1997 |Seiten=L9–L12 |Online=ADS-Eintrag
  20. Francesco Haardt und Laura Maraschini: X-ray spectra from two-phase accretion disks. In: Astrophysical Journal. Band 413, 1993, S. 507–517 (ADS-Eintrag).
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