CÁC THIÊN HÀ CÓ NHÂN PHÁT XẠ
Trong tất cả các thiên hà, trừ những thiên hà nhỏ nhất, phần tâm sáng tách ra được gọi là nhân (lõi). Trong những thiên hà bình thường thí dụ như Thiên hà của chúng ta độ chói lớn của nhân được giải thích bằng mật độ tập trung cao của các sao. Tuy vậy, tổng số các ngôi sao của nhân chỉ là vài phần trăm so với số lượng chung của chúng trong thiên hà.
Có những thiên hà có nhân đặc biệt chói sáng. Trong các nhân này, ngoài những vì sao còn quan sát thấy những nguồn sáng giống sao ở trung tâm và khí sáng, chuyển động với vận tốc lớn- hàng nghìn kilômet một giây. Những thiên hà có nhân phát xạ được nhà thiên văn người Mỹ gốc Đức Caclơ Xâyphec phát hiện năm 1943 và sau này được gọi là các thiên hà Xâyphec (Seyfert Galaxies). Ngày nay đã biết dược hàng nghìn thiên hà như vậy. Những thiên hà Xâyphec (hoặc đơn giản là các Xâyphec) thuộc nhóm các tinh hệ xoắn khổng lồ. Trong số đó, tỉ lệ phần xoắn bi cắt ngang, tức là các thiên hà có thanh ngang (theo sự phân loại của Hơpbơn là SB) rất cao. Các xâyphec, khác các thiên hà thông thường khác, thường xuyên tạo ra các cặp sao hoặc nhóm sao, nhưng lại tránh tạo ra các quần sao lớn. Các xâyphec chỉ chiếm khoảng l% tổng số các tinh hệ xoắn và mật độ tập trung trong không gian của chúng lớn tới mức cứ trong khoảng 10000 megaparsec khối có một thiên hà. Xâyphéc đã tìm ra 12 thiên hà có nhân phát xạ, nhưng trong suốt 15 năm chúng hoàn toàn không được nghiên cứu. Năm 1958, nhà vật lý thiên văn người Nga Vichto Amadaxpôvich Ambactxumian đã thu hút sự chú ý của mọi người vào việc nghiên cứu các nhân phát xạ. Ngày nay, nghiên cứu nhân của các thiên hà là một trong những hướng cấp thiên nhất của ngành thiên văn.
Hình thức biểu hiện xạ tính của các nhân không giống nhau trong các thiên hà khác nhau. Công suất bức xạ có thể rất lớn trong vùng phổ quang học, phổ tia X hoặc tia hồng ngoại. Tuy vậy nó thay đổi rõ rệt sau một vài năm, vài tháng, thậm chí vài ngày. Trong một số trường hợp thấy có sự chuyển động rất nhanh của khí trong nhân, với vận tốc 1000 km/s một giây. Đôi khi khí tạo ra một dòng phun thẳng dài. Ở một số thiên hà nhân là nguồn hạt cơ bản có năng lượng cao (electron và prôton).
Những dòng hạt này không hiếm khi vĩnh viễn rời bỏ thiên hà dưới dạng dòng phun vô tuyến Cradiojet).
Các nhân phát xạ bất kì loại nào cũng có độ trưng rất cao trong toàn bộ dải phổ sóng điện từ (so với nhân của các thiên hà thông thường). Công suất bức xạ của các thiên hà Xâyphec đôi khi đạt tới 1035w, chỉ kèm một chút độ trưng của toàn bộ Thiên Hà của chúng ta. Nhưng năng lượng lớn này được thoát ra trong phạm vi bán kính khoảng 1pc - ngắn hơn khoảng cách từ Mặt Trời đến ngôi sao gần nhất! Công suất bức xạ ánh sáng (độ trưng quang học) thấp hơn một cách đáng kể, mặc dù đạt được 1034w. Phần năng lượng chủ yếu thường được bức xạ trong dải phổ hồng ngoại.
Cái gì là nguồn năng lượng cho xạ tinh sôi sục dường ấy? Cái "lò phản ứng" kiểu gì chỉ chiếm chưa đầy 1pc, mà sản xuất ra bấy nhiêu năng lượng? Chưa ai biết được câu trở lời cuối cùng, nhưng kết quả của lao động lâu dài của các nhà lý thuyết và các nhà quan sát đã tìm ra một số mô hình tương đối hiện thực.
Đầu tiên, người ta đã đưa ra giả thuyết rằng ở tâm thiên hà có những quần sao trẻ dày và có khối lượng lớn. Trong một quần sao như vậy thường diễn ra các vụ nổ sao siêu mới. Những vụ nổ này có thể giải thích cả sự phun vật chất quan sát được từ nhân lẫn hiện tượng bức xạ biến thiên.
Mô hình thứ hai được đề xuất cuối những năm 1960, ở chừng mực nào đấy giống với các punxa vừa được phát hiện trước đó.
Theo giả thuyết này, nguồn phát xạ của nhân là một thiên thể giống sao siêu nặng (quả cầu khí) với từ trường mạnh, được gọi là manhêtôit.
Mô hình thứ ba liên quan tới một đối tượng bí ẩn, đó là lỗ đen. Người ta cho rằng có lô đen với khối lượng bằng hàng chục hoặc hàng trăm triệu lần khối lượng Mặt Trời ở trong tâm thiên hà. Việc rơi (bồi tích) vật chất vào lỗ đen làm thoát ra một khối lượng lớn năng lượng. Khí rơi vào trường hấp dẫn của lỗ đen, vật chất bị đẩy tới vận tốc gần với vận tốc ánh sáng. Sau đó do va đập của các khối khí gần lỗ đen mà năng lượng chuyển động biển đối thành bức xạ sóng điện từ.
Những quan sát phổ bằng kính thiên văn Vũ trụ Hapbơn và các kính thiên văn lớn đặt trên mặt đất đã khẳng định sự có mặt của các khối lớn vật chất không phát sáng trong nhân của một loạt thiên hà. Điều này phù hợp với giả thuyết rằng những lỗ đen nặng là nguyên nhân phát xạ của nhân. Những lỗ đen có khối lượng lớn hơn một triệu lần khối lượng Mặt Trời có thể có mặt ở phần lớn các thiên hà. Có những bằng chứng quan sát cho thấy sự tồn tại của những lỗ đen trong nhân Thiên Hà của chúng ta và nhân tinh vân Tiên Nữ. Nhưng vì khối lượng của chúng không lớn lắm nên xạ tính của nhân yếu.
Để hiểu bản chất các nhân phát xạ rất cần tính đến cả những hiệu ứng gắn với sự tương tác của các thiên hà. Khi hai thiên hà đi qua gần nhau cấu trúc của chúng có thể bị thay đổi đáng kể. Thí dụ, nếu có một lượng lớn khí rơi vào giữa tâm thiên hà, nó sẽ kích thích xạ tính của nhân. Vì vậy giữa những thiên hà có tương tác mạnh với nhau, thường rất hay gặp các thiên hà có nhân phát xạ.
