活动星系核
在星系中，有一类活动性很强的星系，它们通常有一个明亮的核区，很多时候这个核的辐射超过了整个星系的恒星的总亮度，这种明亮的核区我们称之为活动星系核(AGN)。一般认为，AGN的明亮辐射来源于星系中心的一个超大质量黑洞(SMBH)吸积周围的物质释放出的能量，对于一个 10^8 太阳质量的黑洞，每年吸积一到两个太阳质量的物质就足以产生这样明亮的辐射。
为什么我们认为星系中心是SMBH来驱动AGN的呢？最直接的证据来自于离我们最近的银河系中心的天体，天文学家对银心周围的恒星进行了长时间的监测，通过它们的轨道算出在中心极小的尺度内，有大约 4\times10^6 个太阳质量的天体，而这一天体在任何波段都不可见。现有理论中，只有黑洞能解释这一现象。而今年四月的黑洞照片则提供了更加严格的限制，黑洞似乎是所有能解释这一观测事实的理论里面最自然和正常的一个了。另外还有一些间接的证据，来自于AGN的光变。有一些AGN有时标极短的光变，以光速为上限的话，可以计算出产生光变的区域尺度一定非常小，在如此小的区域内分布着很大的质量，黑洞也似乎是我们拥有的最好解释。此外，在AGN附近观测到的一些谱线揭示了周围物质的开普勒运动，从而可以计算出中心不可见天体的密度，高于我们已知的任何天体，似乎也只能是黑洞。最后，许多AGN的Fe发射线的谱线特征说明它们来自于极高温高速的物质，黑洞吸积盘是最好的解释。
AGN在所有波段都有辐射。由于恒星表面温度范围比较窄，大约在3000-40000开尔文的范围内，因此恒星产生的黑体谱范围也比较窄，主要集中在4000-20000埃。就算是恒星形成活动剧烈的星系，年轻的恒星比较热，能把光谱延伸到稍短的波长，再加上尘埃的辐射，把光谱延伸到较长的波长，热辐射的范围也不会太宽。因此，AGN的全波段辐射肯定有来自于非热辐射的贡献。
AGN有两种明显不同的发射线特征，一种有很宽的发射线，谱线宽度在1000-5000 km/s，都是允许线，即正常情况下就会发生跃迁的谱线。另一种只有比较窄的谱线，只有几百km/s的线宽，这些窄线都是禁线，一般情况下跃迁时标太长，不会发生跃迁，只有在低密度情况下，碰撞去激发并不十分有效，才有足够的时间让这些电子发生跃迁，产生谱线。值得注意的是，有宽线的AGN也同时有窄线。科学家们认为，不同的发射线来自于不同的区域，观测上的不同来自于我们看AGN的不同角度，并提出了AGN的统一模型。
由发射线的性质我们可以推知，宽线产生的区域应该是高速高密度的区域，因此一定比较靠近中心黑洞，而窄线则产生于低速低密度的区域，可能来自于更外围的弥散物质。宽线在一些AGN里的缺失可能是由于周围物质的遮挡，而窄线区域一定比遮挡的物质在空间上更延展，因此才能一直被观测到。这样，我们就大致建立起了一个AGN结构的模型，如上图所示。黑洞和吸积盘在小于1个秒差距(pc)的区域内，宽线区在靠近黑洞的区域内，外围是延展的窄线区，能延伸到100 pc的尺度。在吸积盘平面上有一个尘埃环(torus)，位于吸积盘外围，厚度可达10 pc，可以遮挡来自于宽线区的辐射。垂直于吸积盘可能会有明亮的喷流。从上图可以看出，只有从垂直于吸积盘的一个小范围内看过去，我们才能看到宽线，如果从盘的方向看过去，宽发射线就会被尘埃环遮挡，我们就只能观测到窄线。这就是AGN的统一模型。
由这一模型还衍生出了一种测量遥远AGN中心SMBH质量的方法，称为反响映射方法。主要思想是黑洞吸积盘上的连续谱光子打到宽线区物质上会反射发光，但是由于这俩有一定距离，产生的辐射也会有时差，因此吸积盘的光变和宽线区的光变就会有一个时延效应，通过这一延迟，可以计算出宽线区的尺度，根据宽线区的谱线宽度可以近似知道这部分物质的开普勒运动速度，从而由简单的牛顿引力定律就可以计算出黑洞质量。
统一模型已经提出差不多40年了，虽然这一图像现在还是被广泛接受，但是已经有很多观测上的证据对这一模型提出了挑战，而且天文学家也在试着对它进行修正和完善。其中，最引人注目的当属变脸类星体(changing-look AGN)了。这些星系能在短时间内从观测不到宽线区到能观测到，或者反之，即能在两种类型的AGN之间无缝切换。类型转换的时标很短，不够AGN改变与我们的角度的，因此只能是AGN自身吸积率的变化导致的。也就是说，我们看到的宽线和窄线AGN有可能是因为吸积状态的不同造成的观测表现不同，并不是所有AGN都是符合标准模型的。有的窄线AGN可能人家就是不在营业状态，那段时间并没有吸积到气体，所以没有明亮的宽线区的辐射，并不是因为被遮挡了。
