Astronomi

Galaktik çekirdeğin etkinliği döngüsel mi?

Galaktik çekirdeğin etkinliği döngüsel mi?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Galaktik çekirdeğin döngüsel aktivitesini kanıtlayan veya çürüten gözlemler/teorik hesaplamalar var mı (yani, çekirdek, galaksinin dönüşüyle ​​karşılaştırılabilir bir zamanla yeni aktif hale gelmekten daha aktiftir)?

İki ya da üç yıl önce bir gökbilimci tarafından Arcetri'de verilen ve Galaksi Çekirdeğinin bir faaliyet ve hareketsizlik döneminden bahseden bir konferansı hatırlıyorum. Konuşmacı bu fenomenden gözlemlerden ortaya çıkan bir şey olarak bahsediyordu, bu yüzden bu çok iyi bilinen bir cevaplanmış soru olabilir ama hiçbir yerde bulamadım.


Galaktik çekirdeğin etkinliği döngüsel mi? - Astronomi

Seyfert gökadası NGC 4151'in çekirdeğinin yeni UBV gözlemleri sunulmaktadır. Kırk yıldaki ışık eğrisi analiz edilir. 1984-1989'daki genişletilmiş fotometrik minimumdan sonra, değişken kaynağın toplam akıya katkısının sıfıra yakın olduğu zaman, yeni bir aktivite döngüsünün başladığı belirtilmektedir. 1989 ve 1996 yılları arasında önemli bir parlaklık gözlemlendi: 27,5 inçlik bir açıklıktan geçen U parlaklığı 2,5 mag yükseldi. Çok açıklıklı fotometriye dayanarak, alttaki gökadadan yıldız emisyonuna izin veriyoruz ve çekirdekteki değişken kaynağı ayırıyoruz. Tamamı yayınlandı Analiz için UBV gözlemleri de kullanılır Değişken kaynağın kolorimetrik analizi, yeni aktif fazdaki (1990-1998, döngü B) değişken kaynağın, özellikleri bakımından 1968-1983'te (döngü A) çalıştırılandan farklı olduğunu gösterir. Her şeyden önce, değişken kaynağın maksimum B döngüsündeki parlaklığı, maksimum A döngüsündeki parlaklığının iki katı iken, renk indeksleri aynıydı.Bu, değişken kaynağın boyutunun arttığını kuvvetle önerir. iki döngüdeki değişken kaynak genellikle aynıdır, ancak BV'nin A döngüsündeki dağılımı 3 veya 4 kat daha büyüktür.Genel olarak, A ve B döngülerindeki değişken kaynakların renk indeksleri parlaklık ile benzer şekilde değişir. Minimum ve maksimum ışıkta, bir kara cisim ışımasına karşılık geldiler.

30 000 K, ikinci durumda sırasıyla önemli bir ultraviyole fazlalığı gözlendi. Eski değişken kaynağın ortadan kaybolması ve yalnızca bir süre içinde biraz farklı özelliklere sahip yeni bir değişken kaynağın ortaya çıkması.

10 yıl, galaktik çekirdekteki süper kütleli kompakt nesnenin (bir kara delik?) etrafındaki toplanma diskindeki değişikliklerle açıklanabilir.


Bir Çubuklu Gökadanın Devasa Moleküler Akışı

Hubble tarafından görülen çubuklu sarmal gökada NGC1300. Gökbilimciler, galaktik çubukların, yıldız oluşumunu tetiklemeye ve süper kütleli kara deliği beslemeye yardımcı oldukları galaksilerin nükleer bölgelerine malzemeyi huni haline getirmeye yardımcı olduğunu düşünüyor. Nükleer bölge optikte büyük ölçüde gizlenmiştir, ancak kızılötesi ve milimetre altı dalga boyları tozun içine girebilir. Su buharı ve diğer gazların yeni kızılötesi spektrumlarının analizleri artık bu süreçleri ESO320-G030 çubuklu spiralinde doğrulamış ve nicelleştirmiştir.

Büyük miktarlarda gaz bazen bir galaksinin nükleer bölgelerine akıtılır ve bunun derin sonuçları olur. Gaz, yıldız patlaması aktivitesini tetikler ve ayrıca süper kütleli kara deliği besleyerek onu aktif bir galaktik çekirdeğe (AGN) dönüştürebilir, aslında AGN'deki süper kütleli kara deliklerin kütlelerinin çoğunu bu yığılma olaylarında kazandığı düşünülmektedir. Sonunda, süpernovalardan, şoklardan ve/veya AGN aktivitesinden gelen dışa doğru basınç, içeri akışı sona erdirir. Galaksi birleşmelerinin, ortamı bozarak bu büyük akışları tetikleyebilen mekanizmalardan biri olduğu düşünülüyor. Daha az dramatik bir neden, galaktik rotasyon ve Samanyolu dahil çok sayıda sarmal gökadada bulunan uzun merkezi yapılar (yıldızlardan oluşan) galaktik çubuklar tarafından oluşturulan yerçekimi kararsızlıklarının bir kombinasyonunun neden olduğu gaz akışlarından kaynaklanabilir.

Bir nükleer bölgeyle karşılaştığında düşen gaza ne olduğu tam olarak anlaşılamamıştır çünkü galaktik çekirdeklerin etrafındaki çok yüksek perdeleme optik gözlemleri zorlaştırmaktadır. Gökbilimciler, bu nedenle, daha uzun dalga boyu görüntüleme tipik olarak gereken yüksek uzaysal çözünürlükten yoksun olmasına rağmen, toza nüfuz edebilen uzak kızılötesi ve milimetre-altı dalga boyu gözlemlerinden elde edilen verilere güveniyorlar. Kızılötesi spektroskopi, her iki zorluğun üstesinden gelmenin en önemli yollarından biri olmuştur, çünkü radyasyon sadece toza nüfuz etmekle kalmaz, spektral çizgilerin güçleri ve şekilleri, küçük boyutların yanı sıra sıcaklıklar, yoğunluklar ve emisyonun diğer özelliklerini bile ortaya çıkarmak için modellenebilir. bölgeler.

CfA gökbilimcileri Eduardo Gonzalez-Alfonso, Matt Ashby ve Howard Smith, yaklaşık 160 milyon ışıkyılı uzaklıktaki ultra parlak gökada ESO320-G030'un nükleer bölgesinden gelen su buharının kızılötesi spektrumlarını modelleyen bir ekibe liderlik etti. Samanyolu'ndan kat daha fazla enerji. Veriler Herschel Uzay Gözlemevi ve ALMA milimetre altı tesisi ile elde edildi. Bu gökada bir birleşme belirtisi göstermez ve AGN faaliyetine dair herhangi bir işaret göstermez, ancak açık ve karmaşık bir merkezi çubuk yapısına ve daha önce kızılötesi spektroskopisi ile keşfedilen içeri giren gaza sahiptir.

Gökbilimciler, su buharının yirmi spektral özelliğini gözlemlediler ve modellediler; bu, yayan bölgelerin karmaşıklığını modellemek için yeterli tanı çizgileri. Başarılı sonuçlar, üç bileşenli bir nükleer model gerektiriyordu: yarıçapı yaklaşık 450 ışıkyılı olan ve ikinci bir bileşenin bulunduğu sıcak bir zarf (yaklaşık 50 kelvin), yarıçapı yaklaşık 130 ışıkyılı olan bir nükleer disk ve son olarak çok daha sıcak bir kompakt. çekirdek (100 kelvin) yarıçapı yaklaşık 40 ışıkyılı. Bu üç bileşen tek başına, galaksinin parlaklığının yaklaşık %70'ini, yılda yaklaşık 18 güneş kütlesinde yıldız oluşturan bir yıldız patlamasından yayar (Samanyolu, yılda ortalama bir tanedir). Bölgeye kitlesel akış hızı, yıldız üretimiyle hemen hemen aynıdır - yılda yaklaşık 18 güneş kütlesi. Nükleer bölgeyle ilgili bu sonuçlara ek olarak, gökbilimciler, iyonize moleküller ve karbon ve nitrojen taşıyan moleküller de dahil olmak üzere uzak kızılötesi spektrumlarda görülen 17 diğer moleküler türü (su dışında) başarılı bir şekilde modellemek için en uygun sonuçlarını kullanırlar. Kombine sonuçlar, özellikle aşırı yüksek iyonize molekül bolluğu, gelişmiş iyonlaştırıcı kozmik ışınların güçlü mevcudiyetini öne sürüyor ve karmaşık nükleer bölgenin kimyasına ışık tutuyor.

Referans: Eduardo González-Alfonso, Miguel Pereira-Santaella, Jacqueline Fischer, Santiago García-Burillo, Chentao Yang, Almudena Alonso Colina, Matthew LN Ashby, Howard A. Smith, Fernando Rico-Villas, Jesús Martín-Pintado, Sara Cazzoli ve Kenneth P. Stewart, Astronomy & Astrophysics, 645, 49, 2021.


Aktif Galaktik Çekirdek Bulmacalarına Rağmen Yeni Yıldızlar Oluşturan “Soğuk Kuasar” Gökbilimciler

Kansas Üniversitesi'nden araştırmacılar, NASA'nın 8217'nin SOFIA teleskopunu kullanarak, daha önce hiç yakından incelenmemiş bir gökada olan CQ 4479'un, gökadanın merkezindeki parlak AGN'ye rağmen yeni yıldızlar ürettiğini buldular. Kredi: NASA/ Daniel Rutter

Kansas Üniversitesi'nden araştırmacılar, galaktik yaşam döngüsünde nadiren görülen bir aşamadan geçen 5,25 milyar ışıkyılı uzaklıkta bir galaksiyi tanımladılar. Onların bulguları yakın zamanda yayınlandı Astrofizik Dergisi.

CQ 4479 olarak adlandırılan gökada, normalde bir arada olmayan özellikler gösteriyor: Bir X-ışını parlak aktif gökada çekirdeği (AGN) ve yüksek yıldız oluşum hızlarını besleyen soğuk gaz kaynağı.

KU Departmanında baş yazar ve doktora sonrası araştırmacı Kevin Cooke, “Samanyolumuz gibi devasa galaksiler, kalplerinde süper kütleli bir kara delik barındırıyor - bunlar, yıldızlararası gazları daha büyük hale getirmek için üzerlerine toplayarak büyüyen kara delikler” dedi. Fizik ve Astronomi Bölümü. "Galaktik büyümenin sonunun, kara deliğe bu gaz birikiminin, muazzam miktarda enerji üretmesi için yeterli miktarlarda gerçekleştiği zaman olduğu düşünülüyor. O zaman, kara deliği çevreleyen tüm bu enerji, galaksideki gazın geri kalanını, yıldız oluşturmak için daha fazla yoğunlaşamayacak ve galaksinin büyümesi durmayacak şekilde gerçekten ısıtır. ”

Bir sanatçının CG4479 anlayışı. Bu, eteklerinde aktif olarak yeni yıldızlar oluşturan asimetrik bir gökadadır. Merkezi süper kütleli kara delik hızla yeni malzeme biriktiriyor ve etrafını saran toz olmaması nedeniyle mavi renkte. Bu yığılma süreci, enerjik rüzgarların merkezi gaz ve tozu galaksiden süpürmesine neden oluyor ve bu da en sonunda yeni yıldızlar oluşturmak için galaksiyi aç bırakacak. Kredi: Cooke, et. al.

Bunun yerine KU araştırmacıları, daha önce hiç yakından incelenmemiş bir gökada olan CQ 4479'un, gökadanın merkezindeki parlak AGN'ye rağmen hala yeni yıldızlar ürettiğini buldular.

Cooke, "Normalde, bunun diğer her şeyi kapatmasını bekliyoruz" dedi. "Ama bunun yerine, bu galakside devasa miktarlarda yeni yıldızların oluştuğunu görüyoruz. Dolayısıyla hem kara deliğin büyüdüğünü hem de onu çevreleyen yıldızların aynı anda büyüdüğünü görebileceğiniz çok sınırlı bir zaman aralığı.”

Araştırmacılar, soğuk kuasar'ı öncelikle NASA'nın Boeing 747 uçağında uçan SOFIA kızılötesi teleskopunu kullanarak gözlemlediler. Diğer ölçümler FUV-FIR fotometri ve optik spektroskopi kullanılarak yapılmıştır. Çalışma, yeni makaleyi birlikte yazan KU'da fizik ve amp astronomi yardımcı doçenti olan birincil araştırmacı Allison Kirkpatrick'e bir NASA hibesi ile desteklendi.

DESI Eski Görüntüleme Anketinden galaksinin optik bir görüntüsü. Mavi emisyon, merkezi süper kütleli kara deliğin yakınındaki sıcak gazdan kaynaklanır. Sağ üstteki kırmızı nesne ve muhtemelen soluk gelgit kuyruğunun kökeni gizemlidir. Muhtemelen bunlar yakın zamanda gerçekleşen bir birleşmenin imzalarıdır. Kredi: Cooke, et. al.

Kirkpatrick, ekibin galaksiyi gözlemlemek için kullandığı çeşitli yöntemlerin çelişkili veriler gösterdiğini ve CQ 4479'un doğasını daha da bir bulmaca haline getirdiğini söyledi.

Kirkpatrick, "Bu kaynak hakkında gerçekten benzersiz olan şey, kara deliğin yakınındaki enerji çıkışının farklı ölçümlerine sahip olmamızdır." Dedi. “Bu size kara deliğin ne kadar hızlı büyüdüğünü ve ayrıca yıldız oluşumunu durdurabilecek ev sahibi galaksiye verdiği geri bildirimi anlatıyor. X-ışınından optik ve kızılötesine kadar her şeye sahibiz, bu nedenle kara deliğin enerji çıkışının birkaç farklı imzasını ölçebiliyoruz. Ve imzalar aynı fikirde değil - bu gerçekten nadir. Bir yorum, kara deliğin büyümesi yavaşlıyor, çünkü X-ışınları kara deliğin hemen yanından geliyor, optik imzalar biraz daha uzaklardan geliyor ve kızılötesi imzalar da daha uzaklardan geliyor. Esasen, kara deliğin çevresinde geçmişte olduğundan daha az enerji üretiliyor gibi görünüyor.”

Araştırmacılar, ömrünün önemli bir aşamasında galaksinin bir anlık görüntüsüne bakıyor gibi görünüyor.

Kirkpatrick, "Bunun orta yaş krizi geçiren bir galaksi olduğunu düşünüyorum" dedi. "Yıldız oluşumunun son bir patlamasından geçiyor. Güneş kütlesinin çoğu zaten yerinde. Şimdi birkaç yıldız daha oluşturuyor ve onu eninde sonunda öldürecek olan şey kendini göstermeye başlıyor.”

Kısmen, KU'daki araştırma, Kirkpatrick'in lisans öğrencisi ve şu anda Florida Üniversitesi'nde yüksek lisans öğrencisi olan ortak yazar Michael Estrada tarafından yapıldı.

Kirkpatrick, "Optik spektroskopinin veri analizini yaptı ve bizim için kara delik kütlesini ölçtü" dedi.

Gökbilimciler için mevcut olan mevcut enstrümantasyon CQ 4479'un yeterince net görüntülerini sağlamadığından, gökadanın fiziksel yapısıyla ilgili diğer sorular devam ediyor.

Kirkpatrick, "Sahip olduğumuz görüntü, merkezi bir blob ve ardından bunun altında biraz daha küçük bir blob gösteriyor" dedi. "Yani bu galaksinin nasıl göründüğüne dair iyi bir fikrimiz yok çünkü merkezi AGN o kadar parlak ki, ev sahibi galaksinin geri kalanını parlatıyor. Bu, tüm AGN çalışmalarını rahatsız eden gerçek bir sorundur - en parlak şeylerle uğraşırken, neredeyse her dalga boyunda ev sahibinizi gölgede bırakma eğilimindeler."

Araştırmacılar, CQ 4479'un özellikle ALMA Gözlemevi ve NASA'nın şimdiye kadar tasarlanmış ve 31 Ekim 2021'de piyasaya sürülmesi planlanan en güçlü uzay teleskopu James Webb Uzay Teleskobu'nu kullanarak daha fazla çalışma gerektireceğini söylediler. Hem Cooke hem de Kirkpatrick, daha fazla araştırma yapmayı umuyor. teleskop fırlatıldığında garip soğuk kuasar.

Kirkpatrick, "Şu anda James Webb'e güveniyoruz, çünkü mükemmel çözünürlüğe sahip olacak ve galaksinin şeklini görebileceğimiz dalga boylarına bakabilmeliyiz." Dedi. “Bir başka iyi seçenek de ALMA olacaktır. Ancak ALMA ne yazık ki COVID nedeniyle geçici olarak kapandı. Ev sahibi galaksiyi görmek bizi biraz şaşırttı."

Dünya'dan 5,25 milyar ışıkyılı uzaklıktaki bir galakside devam eden garip süreçleri anlamanın önemi ilk başta belirsiz görünebilir, ancak Cooke, soğuk kuasarın daha iyi anlaşılmasının kozmosu ve kendi galaksimizin kaderini daha iyi anlayabileceğini söyledi.

Cooke, "Bu, 'biz nereden geliyoruz?' ve 'galaksilerin yaratılmasında hangi süreçler yer aldı?' gibi sorularla çok bağlantılı ve bu önemli çünkü bir galakside yaşıyoruz" dedi. "Milyarlarca yıldızdan oluşan bu geniş koleksiyonlardan birinde yaşıyoruz ve evimizi neyin yarattığının süreçlerini bilmek değerli bilgiler. Bunun gibi büyük bilet sorularını anlamaya çalışmak, dedektör teknolojisi ve SOFIA teleskobuna giren tüm süslü mühendislik gibi, burada Dünya'daki önemli mühendislik gelişmelerini de teşvik ediyor - bu tür çalışmaların bize burada Dünya'da nasıl fayda sağlayacağının birçok yolu var. ”

Referans : “Işığın Ölmesi: Z'de Bir X-Işını Solan Soğuk Kuasar

0.405” yazan Kevin C. Cooke, Allison Kirkpatrick, Michael Estrada, Hugo Messias, Alessandro Peca, Nico Cappelluti, Tonima Tasnim Ananna, Jason Brewster, Eilat Glikman, Stephanie LaMassa, TK Daisy Leung, Jonathan R. Trump, Tracey Jane Turner ve C Megan Urry, 6 Kasım 2020, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/abb94a


Aktif Galaktik Çekirdekler ve Galaksinin Evrimi

Galaksi birleşmeleri, yüz binlerce ışıkyılı ölçeğinde tüm galaksileri tamamen yeniden şekillendiren ve devasa yıldız oluşum patlamalarına yol açabilen devasa, sıçrayan olaylar olsa da, galaksilerin içinde kara delikler birikmesi de ev sahibi galaksilerin evrimini bozabilir ve değiştirebilir. Aktif Galaksiler, Kuasarlar ve Süper Kütleli Kara Deliklerde, olarak bilinen bir nesne ailesi hakkında bilgi edindiniz. aktif galaktik çekirdekler (AGN), hepsi süper kütleli kara delikler tarafından desteklenmektedir. Kara delik yeterince gazla çevriliyse, gazın bir kısmı kara deliğin içine düşebilir, yolda bir yığılma diskine, kompakt, dönen bir girdaba, belki de sadece 100 AU genişliğinde (güneş sistemimizin boyutu) .

Diskin içindeki gaz, X-ışınlarında bile parlak bir şekilde parlayana kadar ısınır ve çoğu zaman milyarlarca yıldızıyla ev sahibi galaksinin geri kalanını gölgede bırakır. Süper kütleli kara delikler ve onların yığılma diskleri şiddetli ve güçlü yerler olabilir, bazı materyaller kara deliğe emilir, ancak daha da fazlası diske dik olan devasa jetler boyunca fırlatılır. Bu güçlü jetler, galaksinin yıldızlı kenarının çok dışına kadar uzanabilir.

AGN erken evrende çok daha yaygındı, çünkü kısmen sık birleşmeler kara delik yığılma diskleri için taze bir gaz kaynağı sağladı. Bugün yakın evrendeki AGN örnekleri arasında, çekirdeğinden ışık hızına yakın hızlarda fışkıran bir malzeme jeti ve parlak gökada NGC'de bulunan M87 galaksisindeki (bkz. 5128, Erboğa A olarak da bilinir (bkz. Şekil 6).

Şekil 6: Gökada Erboğa A'nın Birleşik Görünümü. Bu yapay olarak renklendirilmiş görüntü, üç farklı teleskoptan alınan veriler kullanılarak yapılmıştır: 870 mikron dalga boyuna sahip milimetre altı radyasyon turuncu renkte gösterilir X-ışınları mavi renkte görülür ve yıldızlardan gelen görünür ışık kendi doğal renginde gösterilir. Erboğa A, mavi ve turuncu renkte görülen, gökadanın yıldız diskinin çok dışında zıt yönlere ulaşan ve iki büyük lobu veya sıcak X-ışını yayan gaz bulutlarını şişiren iki jete güç sağlayan aktif bir gökada çekirdeğine sahiptir. Erboğa 13 milyon ışıkyılı uzaklıkta, bu da onu bildiğimiz en yakın aktif gökadalardan biri yapıyor. (kredi: ESO/WFI (Optik) MPIfR/ESO/APEX/A. Weiss ve diğerleri (Milimetre-altı) NASA/CXC/CfA/R.Kraft ve diğerleri (X-ray) tarafından çalışmanın modifikasyonu)

Bu tür gökadalarda yüksek oranda hızlandırılmış birçok parçacık jetlerle birlikte hareket eder. Yol boyunca, jetlerdeki parçacıklar yıldızlararası ortamda gaz bulutlarına dönüşebilir, onları parçalayabilir ve dağıtabilir. Malzemelerin yıldız oluşturmak için bir araya gelmesi için daha yoğun gaz ve toz bulutları gerektiğinden, bulutların bozulması, ev sahibi galaksideki yıldız oluşumunu durdurabilir veya daha başlamadan kesebilir.

Bu şekilde, kuasarlar ve diğer AGN türleri, galaksilerinin evriminde çok önemli bir rol oynayabilir. Örneğin, gaz bakımından zengin iki gökadanın birleşmesinin yalnızca büyük bir yıldız oluşumu patlaması üretmekle kalmayıp, aynı zamanda yeni gökadanın merkezinde AGN faaliyetini tetiklediğine dair artan kanıtlar var. Bu aktivite, daha sonra, tüm galaksinin görünen şekli, parlaklığı, kimyasal içeriği ve yıldız bileşenleri için önemli etkileri olabilecek yıldız oluşum patlamasını yavaşlatabilir veya durdurabilir. Gökbilimciler bu sürece şu şekilde atıfta bulunur: AGN geri bildirimive görünüşe göre çoğu galaksinin evriminde önemli bir faktördür.

Anahtar kavramlar ve özet

Karşılaştırılabilir büyüklükteki galaksiler çarpıştığında ve birleştiğinde buna birleşme diyoruz, ancak küçük bir galaksi çok daha büyük bir galaksi tarafından yutulduğunda, galaktik yamyamlık terimini kullanıyoruz. Çarpışmalar galaksilerin evriminde önemli bir rol oynar. Çarpışma, yıldızlararası madde bakımından zengin en az bir gökadayı içeriyorsa, gazın sonuçta sıkışması, bir yıldız oluşumu patlamasıyla sonuçlanacak ve bir yıldız patlaması gökadasına yol açacaktır. Evren gençken birleşmeler çok daha yaygındı ve gördüğümüz en uzak gökadaların çoğu, çarpışmalara karışan yıldız patlaması gökadalarıdır. Çoğu galaksinin merkezindeki süper kütleli kara delikler tarafından desteklenen aktif galaktik çekirdekler, yıldız oluşumunu kapatmak da dahil olmak üzere ev sahibi galaksi üzerinde önemli etkilere sahip olabilir.

Sözlük

galaktik yamyamlık: daha büyük bir galaksinin, daha küçük bir galaksiden malzemeyi sıyırdığı veya tamamen yuttuğu bir süreç

birleşme: tek bir yeni yapı oluşturmak üzere birleşen galaksiler (kabaca karşılaştırılabilir boyutta) arasında bir çarpışma

yıldız patlaması: gazı normalden çok daha hızlı bir şekilde yıldızlara dönüştüren bir galaksi veya birden fazla galaksinin birleşimi


Aktif Galaktik Çekirdeğin Yapısı

Birleşen süper parlak gökada Arp220'nin Hubble görüntüsü. Gökbilimciler, nükleer bölgedeki iki süper kütleli kara deliğin etrafındaki yapıları yalnızca yüzlerce ışıkyılı boyutunda ölçtüler ve ayrıca bir çıkış için kanıt oluşturdular.

Çoğu galaksinin çekirdeği, milyonlarca ila milyarlarca güneş kütlesi malzeme içeren süper kütleli kara deliklere ev sahipliği yapar. Bu kara deliklerin yakın çevreleri tipik olarak bir tori toz ve gaz içerir ve malzeme kara deliğe doğru düştüğünde, gaz tüm dalga boylarında bol miktarda yayılır. Bu aktif galaktik çekirdekler (AGN) için modeller oldukça iyi çalışsa da, AGN'nin iç yapılarına dair doğrudan kanıt elde etmek zordur, çünkü bunlar çok uzaktadır ve boyutlarının sadece on ila yüzlerce ışıkyılı olduğu düşünülmektedir.

CfA astronomu David Wilner ve meslektaşları ALMA milimetre teleskop tesisini en yakın AGN, Arp 220'yi incelemek için kullandılar. Birleşen iki çekirdek birbirinden yaklaşık 1200 ışıkyılı uzaklıkta ve her birinin birkaç yüz ışıkyılı ölçeğinde dönen bir moleküler gaz diski var. Bölgede güçlü yıldız oluşumu ve görülen büyük hızlardan anlaşılan en az bir moleküler çıkış görülüyor. Ancak, gazın birleşen iki çekirdeğe nasıl, oradan ve arasında nasıl aktığı ve baskın parlaklık kaynaklarından tam olarak hangi alt bölgelerin sorumlu olduğu da dahil olmak üzere, bu iç bölgelerle ilgili çözülmemiş çok sayıda yapısal sorun vardır. Gökbilimciler bu yüksek çözünürlüklü milimetre gözlemlerini bu soruların üstesinden gelmek için kullandılar çünkü daha kısa dalga boylarında görüşün çoğunu engelleyen kalın toz bu bantlarda nispeten şeffaftır.

Bilim adamları, iki ayrı çekirdeğin sürekli emisyon yapısını toz ve sıcak gaz bileşenlerine ayırabiliyorlar. Her çekirdeğin iki eş merkezli bileşene sahip olduğunu, daha büyük olanların muhtemelen bir şekilde kara delikler tarafından aktive edilen yıldız patlaması diskleriyle ilişkili olduğunu bildiriyorlar, daha küçük olanları, kabaca 60 ışıkyılı boyutunda, milimetre altı parlaklığın %50'sine katkıda bulunuyor, neredeyse iki katı kadar. önceki tahminler. Aslında tek başına çekirdeklerden biri, onu üreten nispeten küçük hacim bir yana, diğer AGN'nin tüm emisyonundan daha büyük, yaklaşık üç trilyon güneşlik bir parlaklığa sahiptir. Arp220'deki çekirdekler, daha önce yalnızca spektroskopik (hız) verilerinde görülen çıkışı temsil edebilen üçüncü, genişletilmiş doğrusal bir özelliğe sahip görünüyor.

"Resolved Structure of the Arp 220 Nuclei at 3mm," Kazushi Sakamoto, Susanne Aalto, Loreto Barcos-Muñoz, Francesco Costagliola, Aaron S. Evans, Nanase Harada, Sergio Martín, Martina Wiedner ve David Wilner, ApJ 849, 14, 2017 .


MACER ile eliptik bir galakside aktif galaktik çekirdek geri bildiriminin sayısal çalışması

Bu makale, yüksek çözünürlüklü hidrodinamik sayısal simülasyonlar gerçekleştirerek izole bir eliptik galakside AGN geri beslemesini incelemeye yönelik son çalışmalarımızı özetlemektedir. Bondi yarıçapı çözülür ve kara deliğin kütle yığılma hızı hesaplanır. En güncel AGN fiziği, yani soğuk ve sıcak yığılma modlarının ayrımı ve belirli bir yığılma hızı için AGN radyasyonu ve rüzgarın kesin tanımları benimsenir ve bunların ev sahibi galaksideki gazla etkileşimi hesaplanır. Yıldız oluşumu ve SNe geri beslemesi gibi fiziksel süreçler dikkate alınır. Gözlemle tutarlı olarak, AGN'nin zamanın çoğunu düşük parlaklık rejiminde geçirdiğini görüyoruz. AGN geribildirimi genel olarak yıldız oluşumunu bastırır, ancak galaksideki konuma ve zamana bağlı olarak onu da geliştirebilir. Belirli yıldız oluşum hızının ışık eğrisi, AGN ışık eğrisi ile senkronize değildir. Bu sonuçlar, AGN aktivitesi ile yıldız oluşumu arasındaki ilişkinin gözlemsel testine ciddi bir meydan okuma koydu. AGN parlaklığını ve yıldız oluşumunu kontrol etmede genellikle rüzgarın baskın bir rol oynadığını görüyoruz, ancak radyasyon da ihmal edilemez.


Diğer galaksilerin ve ilgili fenomenlerin incelenmesi

Galaksiler görünüşlerine göre normal olarak üç ana tipte sınıflandırılır: sarmal, eliptik ve düzensiz. Galaktik çaplar tipik olarak onlarca kiloparsek ve galaksiler arasındaki mesafeler tipik olarak megaparsek cinsindendir.

Samanyolu sisteminin karakteristik bir örneği olduğu sarmal gökadalar, yassı, kabaca dairesel sistemler olma eğilimindedir ve kurucu yıldızları sarmal kollar boyunca güçlü bir şekilde yoğunlaşmıştır. Bu kolların, galaktik materyali sıkıştıran ve genişleten seyahat eden yoğunluk dalgaları tarafından üretildiği düşünülmektedir. Sarmal kollar arasında, çoğunlukla çok düşük sıcaklıklarda (100 K [−280 °F, −170 °C] altında) dağınık bir yıldızlararası gaz ve toz ortamı bulunur. Sarmal gökadalar tipik olarak birkaç kiloparsek kalınlığındadır, merkezi bir şişkinliğe sahiptirler ve dış kenarlara doğru giderek incelirler.

Eliptikler sarmal özelliklerin hiçbirini göstermezler, ancak daha yoğun bir şekilde paketlenmiş yıldız sistemleridir. Neredeyse küreselden çok düze kadar değişen şekillerdedirler ve çok az yıldızlararası madde içerirler. Düzensiz gökadalar, tüm yıldız sistemlerinin yalnızca yüzde birkaçını oluşturur ve sarmallar veya elipslerle ilişkili düzenli özelliklerin hiçbirini göstermez.

Özellikler, farklı gökada türleri arasında önemli ölçüde farklılık gösterir. Spiraller tipik olarak bir milyar ila bir trilyon güneş kütlesi aralığında kütlelere sahiptir, eliptikler 10 kat daha küçük ila 10 kat daha büyük değerlere sahiptir ve düzensizler genellikle 10-100 kat daha küçüktür. Görsel galaktik parlaklıklar, üç tür arasında benzer yayılmalar gösterir, ancak düzensizlikler daha az parlak olma eğilimindedir. Buna karşılık, radyo dalga boylarında spiraller için maksimum parlaklık genellikle eliptikler veya düzensizler için olduğundan 100.000 kat daha azdır.

Kuasarlar, spektrumları çok büyük kırmızıya kaymalar gösteren, bu nedenle (Hubble yasasına göre) en uzak mesafelerde olduklarını ima eden nesnelerdir.yukarıyı görmek Astronomik mesafelerin belirlenmesi). 1963'te keşfedildiler, ancak uzun yıllar esrarengiz kaldılar. Yıldız benzeri (yani, çok kompakt) radyo dalgaları kaynakları olarak görünürler - bu nedenle ilk atamaları yarı yıldız radyo kaynakları olarak, daha sonra kısaltılmış bir terimdir. kuasarlar. Artık uzak galaksilerin son derece parlak çekirdekleri olarak kabul ediliyorlar. Bol miktarda X-ışınları ve gama ışınları yayan bu enerjik çekirdekler, aktif galaktik çekirdekler (AGN) olarak adlandırılır ve Cygnus A nesnesini ve Seyfert galaksileri adı verilen bir galaksi sınıfının çekirdeklerini içerir. Maddenin süper kütleli kara deliklere girmesiyle güçlenirler.

Samanyolu Gökadası, yaklaşık dört düzine üye içeren ve yaklaşık iki megaparsek çapında bir hacme yayılan Yerel Gökada Grubu'ndan biridir. En yakın üyelerden ikisi, yaklaşık 50 kiloparsek uzaklıkta düzensiz gökadalar olan Macellan Bulutlarıdır. Yaklaşık 740 kiloparsek hızıyla Andromeda Gökadası, Yerel Gruptaki en uzak gökadalardan biridir. Grubun bazı üyeleri Samanyolu sistemine doğru ilerlerken, diğerleri ondan uzaklaşıyor. Daha uzak mesafelerde, tüm galaksiler Samanyolu Galaksisinden uzaklaşıyor. Hızları (tayflarındaki kırmızıya kaymış dalga boylarından belirlendiği gibi) genellikle mesafeleriyle orantılıdır. Hubble yasası bu iki niceliği ilişkilendirir (yukarıyı görmek Astronomik mesafelerin belirlenmesi). Başka bir yöntemin yokluğunda, Hubble yasası en uzak nesnelere, yani kırmızıya kaymaların ölçülebildiği galaksiler ve kuasarlara olan mesafe belirlemeleri için kullanılmaya devam ediyor.


Çekirdek, Galaktik

birçok gökadanın orta kısmında yer alan kompakt, büyük kütleli bir madde kümesi. Galaktik çekirdeklerin optik parlaklıkları çok değişkendir ve daha yüksek parlaklıklara sahip çekirdekler genellikle daha parlaktır. Bir galaktik çekirdeğin parlaklığı, bir bütün olarak galaksinin parlaklığının yüzde birkaçıdır ve bazı durumlarda toplam radyasyonuyla karşılaştırılabilir. Çoğu galakside çekirdek, tayfın optik bölgesinde görünmez. Büyük ve Küçük Macellan Bulutları ve yıldız sistemimizin (Samanyolu) yoldaşları ve Heykeltıraş ve Fornax türlerinin cüce gökadaları gibi çekirdeği olmayan gökadalar vardır.

Büyük, oldukça parlak (mutlak yıldız büyüklüğü &ndash15'ten küçük) bir dizi gökadanın merkezinde büyük elipsoid kümeler (çıkıntılar) gözlenir. Galaktik çekirdek, çıkıntının içinde bulunur ve arka planda daha parlak olarak öne çıkar.

oluşum. Tümseklerde ve galaktik çekirdeklerde yıldızlar, gaz ve toz tespit edildi. Bazı astronomların galaktik çekirdekler olarak adlandırdığı yıldız benzeri çekirdekler veya çekirdekler bazen çekirdeklerin içinde görülebilir. Çekirdekler yalnızca en yakın dört gökadada&mdashin Andromeda Bulutsusu ve iki yoldaşında ve sarmal gökada M33'te tespit edildi. Çekirdekler birkaç parsek çapındadır ve kütleleri 107 &eksi10 8 güneş kütlesine sahiptir, bunların mutlak yıldız büyüklükleri &ndash9 ile &ndash12 arasında değişir. Çekirdekler, galaksilerin merkez bölgelerinden çok daha hızlı dönerler ve yassı bir forma sahiptirler (Şekil 1).

20. yüzyılın ortalarına kadar galaktik çekirdeklerin çalışmasına nispeten az ilgi gösterildi. 1958'de V. A. Ambart-sumian, galaktik çekirdeklerin özel özelliklerini ve çekirdeklerin galaksilerin evrimindeki önemli rolünü kaydetti. Galaktik çekirdeklere olan ilgi, radyo bandının metre dalga boylarından sert X'e kadar spektrumun hemen hemen tüm bölgelerini kapsayan yüksek güçlü termal olmayan radyasyonlarında kendini gösteren çekirdeklerin aktivitesinin keşfiyle bağlantılı olarak büyümüştür (Şekil 2). gazın türbülanslı hareketlerinde ve madde jetlerinin ve kümelerinin (yoğuşmaların) püskürtülmesinde radyan akının değişkenliğinde ışınlar (radyasyon son derece yüksek enerjili parçacıkların varlığı ile ilişkilidir). Bazı dalga boylarında galaktik çekirdeklerin radyasyon gücüne ilişkin veriler Tablo 1'de verilmiştir.

Sarmal gökadalar arasında, çekirdeklerin en büyük aktivitesi Seyfert gökadalarında ve eliptik gökadalar arasında N gökada ve radyo gökadalarında gözlenir (görmekRADYO GALAKSİ). Mevcut kavramlara göre uzak dev galaksilerin çekirdeği olan kuasarların aktivitesi özellikle yüksektir (görmekkuasarlar). Çekirdeklerdeki yüklü parçacıkların göreceli hızlara hızlanmasına yol açan süreçler gibi, galaktik çekirdeklerin faaliyetinden sorumlu olan enerji kaynakları, kesin olarak belirlenmemiştir. Bu nedenle, galaktik çekirdekler, yıldızlardan, yıldızlararası gazdan ve tozdan oluşan basit kütleli, kütleçekimsel olarak bağlı kompakt kompleksler değil, bir takım spesifik özelliklere sahip oluşumlardır. Galaktik çekirdeklerin ve kuasarların aktivitesinin doğasıyla ilgili birkaç hipotez vardır.

(1) Bir galaktik çekirdek bir kompakttır (

107 güneş kütlesi), çekirdeklerdeki yüksek yıldız yoğunluğu koşulları altında, gazın nükleer bölgeye girmesi veya küçük yıldızların sık çarpışmalar sırasında daha büyük yıldızlara birleşmesi yoluyla yıldız oluşumunun sürdürüldüğü (

10 güneş kütlesi/parsek 3). Devasa yıldızlar hızla evrimleşir, süpernova olarak patlar ve nötron yıldızları veya kara delikler olur (bkz. NÖTRON YILDIZI). Bu gerçekleştiğinde, galaktik çekirdeklerin faaliyetlerinden sorumlu olan yerçekimi enerjisi açığa çıkar. Kendilerini pulsarlar olarak gösteren nötron yıldızları, gözlemlenebilir bir radyasyon gücü elde etmek için gerekli olan göreli parçacık akışlarına yol açabilir (bkz. PULSAR). &ldquoYıldız oluşumunun&rdquo patlamaları&mdash, güçlü ultraviyole radyasyonu ve korpüsküler radyasyonu nükleer aktiviteyi hatırlatan çok sayıda (yılda onlarca yıldız) sıcak genç yıldızın üretimi&mdash ayrıca galaktik çekirdeklerin aktivitesinden sorumlu olabilir.

(2) Galaktik çekirdek, güçlü (yarı kutuplu) bir manyetik alana sahip, kompakt, büyük, hızlı dönen bir cisimdir (bir rotator veya spinor), pulsarların alanları gibi, parçacıkları göreli hızlara hızlandırır ve yüksek hızlarından sorumludur. güç termal olmayan radyasyon. Bu durumda, enerji, spinorun depolanmış dönme enerjisinden çekilir.

(3) Bir galaktik çekirdek, M > 10 3 güneş kütlesi kütlesine sahip bir kara deliktir ve üzerine çevresindeki gaz ve yıldızların yığıldığı. İçinde

Prensip olarak, yığılma mekanizması, galaktik çekirdeklerin aktivitesini açıklamak için yeterli olan 10 54 (M/güneş kütlesi) erg yerçekimi enerjisinin salınmasını açıklayabilir.

(4) Ambartsumian'ın hipotezine göre, bir galaktik çekirdeğin etkinliği, içinde bulunan varsayımsal "yıldız öncesi maddenin" bozunmasından kaynaklanır. Çürüme patlayıcıdır ve önemli miktarda enerji salınımı eşlik eder. Ambart-sumian'a göre, galaktik çekirdeklerin aktivitesi, galaksilerin evriminde belirleyici bir rol oynar.

Galaktik çekirdeklerin aktivitesindeki farklılıklar, görünüşe göre, farklı tipteki galaksilerde farklı derecelere ulaşabileceğini ve galaktik evrim sırasında galaktik çekirdeklerin aktif bir aşamasının tekrarlanabileceğini göstermektedir.

Samanyolu Gökadası'nın merkezi bölgesi, radyo, kızılötesi ve X-ışını astronomi yöntemleriyle araştırılmaktadır, çünkü yıldızlararası toz tarafından güçlü ışık absorpsiyonu nedeniyle optik araştırmalar imkansızdır. Çekirdek, radyo kaynağı Yay A'nın batı bileşeni ile çakışmaktadır. Termal olmayan radyo frekansı radyasyonunun kompakt kaynakları (

0.01 parsek çapında) çekirdeğin merkezinde ve yakınında tespit edilmiştir. İyonize hidrojenin radyo frekansı radyasyonundan, Samanyolu Gökadası'nın merkezinin yaklaşık 300 parsek çapında genişleyen bir gaz bölgesine ve daha geniş (yaklaşık 600 parsek) kızılötesi radyasyon (toz bulutları) bölgesine sahip olduğu tespit edilmiştir. . Merkezi bölge ayrıca yarım eksenleri 800 ve 300 parsek ve kütlesi yaklaşık 109 güneş kütlesi olan elips şeklinde bir yıldız kümesi içerir. Samanyolu Gökadası'nın çekirdeği, çapı 1.600 parsek olan ve ortalama kalınlığı yaklaşık 400 parsek olan, dönen bir gaz diski ile çevrilidir. Özelliklerinde aktif bir çekirdektir ve onu en yakın sarmal gökadanın çekirdeğinden, çekirdekte aktivite belirtilerinin tespit edilmediği Andromeda Bulutsusu'ndan keskin bir şekilde ayıran aktif bir çekirdektir.


Gökbilimciler, aktif galaktik çekirdeğe rağmen yeni yıldızlar oluşturan şaşırtıcı 'soğuk kuasar' buluyor


LAWRENCE — Kansas Üniversitesi'nden araştırmacılar, galaktik yaşam döngüsünde nadiren görülen bir aşamadan geçen 5,25 milyar ışıkyılı uzaklıkta bir galaksiyi tanımladılar. Bulguları yakın zamanda Astrofizik Dergisi'nde yayınlandı.

CQ 4479 olarak adlandırılan gökada, normalde bir arada bulunmayan özellikler gösteriyor: Bir X-ışını parlak aktif gökada çekirdeği (AGN) ve yüksek yıldız oluşum hızlarını besleyen soğuk gaz kaynağı.

KU Departmanında baş yazar ve doktora sonrası araştırmacı Kevin Cooke, “Samanyolumuz gibi devasa galaksiler, kalplerinde süper kütleli bir kara delik barındırıyor - bunlar, yıldızlararası gazları daha büyük hale getirmek için üzerlerine toplayarak büyüyen kara delikler” dedi. Fizik ve Astronomi Bölümü. "Galaktik büyümenin sonunun, kara deliğe bu gaz birikiminin, muazzam miktarda enerji üretmesi için yeterli miktarlarda gerçekleştiği zaman olduğu düşünülüyor. O zaman, kara deliği çevreleyen tüm bu enerji, galaksideki gazın geri kalanını öyle bir şekilde ısıtır ki, artık yıldız oluşturmak için yoğunlaşmaz ve galaksinin büyümesi durur.

KU araştırmacıları bunun yerine, daha önce hiç yakından incelenmemiş bir gökada olan CQ 4479'un, gökadanın merkezindeki parlak AGN'ye rağmen hâlâ yeni yıldızlar ürettiğini buldular.

Cooke, "Normalde, bunun diğer her şeyi kapatmasını bekliyoruz" dedi. "Ama bunun yerine, bu galakside devasa miktarlarda yeni yıldızların oluştuğunu görüyoruz. Dolayısıyla hem kara deliğin büyüdüğünü hem de onu çevreleyen yıldızların aynı anda büyüdüğünü görebileceğiniz çok sınırlı bir zaman aralığı.”

Araştırmacılar, soğuk kuasar'ı öncelikle NASA'nın Boeing 747 uçağında uçan SOFIA kızılötesi teleskopunu kullanarak gözlemlediler. Diğer ölçümler FUV-FIR fotometri ve optik spektroskopi kullanılarak yapılmıştır. The work was supported by a NASA grant to primary investigator Allison Kirkpatrick, assistant professor of physics & astronomy at KU, who co-wrote the new paper.

Kirkpatrick said the team’s various methods of observing the galaxy showed contradictory data, making the nature of CQ 4479 even more of a puzzle.

“What’s really unique about this source is we have different measurements of the energy output near the black hole,” Kirkpatrick said. “That tells you how fast the black hole is growing and also its feedback into the host galaxy that can shut down star formation. We have everything from X-ray, to optical and the infrared, so we’re able to measure several different signatures of the black hole’s energy output. And the signatures don’t agree — that’s really rare. One interpretation is the growth of the black hole is slowing, because the X-rays come from right next to the black hole, while the optical signatures come from a little bit further out, and the infrared signatures come from further out as well. Essentially, less energy seems to be being produced right around the black hole now than it was in the past.”

The researchers seem to be looking at a snapshot of the galaxy during a pivotal stage of its lifespan.

“I think this is a galaxy undergoing a midlife crisis,” Kirkpatrick said. “It’s going through one last burst of star formation. Most of its solar mass is already in place. It’s forming a few more stars now, and the thing that’s ultimately going to kill it is starting to kick in.”

In part, the research at KU was performed by Kirkpatrick’s undergraduate student and co-author Michael Estrada, now a graduate student at University of Florida.

“He did the data analysis of the optical spectroscopy and measured the black hole mass for us,” Kirkpatrick said.

Other questions about the physical structure of the galaxy remain because current instrumentation available to astronomers don’t provide clear enough images of CQ 4479.

“The image we have shows a central blob and then a little smaller blob below it,” Kirkpatrick said. “So we don’t have a good sense for how this galaxy looks because the central AGN is so bright that it out shines the rest of the host galaxy. This is a real problem that plagues all AGN studies — when you’re dealing with the most luminous things they tend to outshine your host at nearly every wavelength.”

The researchers said CQ 4479 would require more study, particularly using the ALMA Observatory and the NASA’s James Webb Space Telescope — the most powerful space telescope ever designed and currently slated for launch Oct. 31, 2021. Both Cooke and Kirkpatrick hope to perform more investigations of the strange cold quasar once the telescope is launched.

“We’re currently banking on James Webb, because it will have excellent resolution and we should be able to look at wavelengths where we can see the shape of the galaxy,” Kirkpatrick said. “Another good option would be ALMA. But ALMA has unfortunately shut down temporarily because of COVID. We’ve kind of been stymied at seeing the host galaxy.”

The importance of understanding the strange processes underway in a galaxy 5.25 billion light years from Earth might seem vague at first, but Cooke said a better understanding of the cold quasar could improve understanding of the cosmos and the fate of our own galaxy.

“This very much ties into asking ‘where do we come from?’ and ‘what processes were involved in the creation of galaxies?,’ and that’s important because we live in a galaxy,” Cooke said. “We live in one of these vast collections of billions of stars and knowing the processes of what created our home is valuable information. Trying to understand big ticket questions like these also spur important engineering developments here on Earth, such as the detector technology and all the fancy engineering that goes into the SOFIA telescope — there are plenty of ways how this type of work it benefits us here on Earth.”

Besides the KU team, co-authors on the paper were Hugo Messias of Joint ALMA Observatory and European Southern Observatory in Chile Alessandro Peca and Nico Cappelluti of the University of Miami Tonima Tasnim Ananna and C. Megan Urry of Yale University and Dartmouth College Jason Brewster and Tracey Jane Turner of the University of Maryland-Baltimore County Eilat Glikman of Middlebury College Stephanie LaMassa of the Space Telescope Science Institute T.K. Daisy Leung of Cornell University and the Center for Computational Astrophysics and Jonathan Trump of the University of Connecticut.

Top photo: An artist's conception of CG4479. This is an asymmetrical galaxy actively forming new stars in the outskirts. The central supermassive black hole is rapidly accreting new material and is blue in color due to a lack of any dust surrounding it. This accretion process is causing energetic winds to sweep the central gas and dust out of the galaxy, which will ultimately starve the galaxy of the fuel to form new stars. Credit: Cooke, et. al.

Right photo: An optical image of the galaxy from the DESI Legacy Imaging Survey. The blue emission originate from hot gas near the central supermassive black hole. The red object and possibly faint tidal tail to the upper right are mysterious in origin. Possibly they are signatures of a recent merger. Credit: Cooke, et. al.


Videoyu izle: Galaktik (Ocak 2023).