Simple Science

Hochmoderne Wissenschaft einfach erklärt

# Physik# Astrophysik der Galaxien# Astrophysikalische Hochenergiephänomene

Neue Einblicke in NGC 2992 und sein aktives Galaxieverhalten

Studie zeigt Gasausströmungen und deren Einfluss auf die Galaxienentwicklung.

― 4 min Lesedauer


Die geheimen AktivitätenDie geheimen Aktivitätender aktiven Galaxie NGC2992der Galaxienentwicklung.Schnelle Gasströme zeigen die Dynamik
Inhaltsverzeichnis

Dieser Artikel spricht über die faszinierende Galaxie NGC 2992, die nicht weit von der Erde entfernt ist. NGC 2992 ist eine Seyfert-Galaxie, also eine aktive Galaxie, die aufgrund eines supermassiven schwarzen Lochs in ihrem Zentrum helles Licht emittiert. Dieses schwarze Loch zieht Gas und Staub aus dem umgebenden Raum an und bildet eine spiralförmige Scheibe, die als Akkretionsscheibe bekannt ist. Wenn Materie in das schwarze Loch fällt, strahlt es Röntgenstrahlen und andere Strahlung aus.

2019 wurde eine Beobachtungskampagne mit fortschrittlichen Teleskopen durchgeführt, um NGC 2992 zu beobachten und zu sehen, wie sich ihre Helligkeit im Laufe der Zeit veränderte. Das Hauptziel war es, das schnell bewegte Gas zu verstehen, das aus der Galaxie ausgestossen wird, bekannt als Ultra Fast Outflows (UFOs). Diese Ausströmungen sind wichtig, da sie das Wachstum der Galaxie und die Art und Weise, wie sie mit ihrer Umgebung interagiert, beeinflussen können.

Beobachtungen

Die Studie umfasste zwei leistungsstarke Weltraumteleskope: XMM-Newton und NuSTAR. Sie arbeiteten zusammen, um Röntgendaten von NGC 2992 zu erfassen. Die Beobachtungen wurden über verschiedene Zeitintervalle hinweg durchgeführt, sodass die Forscher sehen konnten, wie das Licht der Galaxie variierte. Die Teleskope konnten die starken Röntgenemissionen im Zusammenhang mit der Akkretionsscheibe und den UFOs erfassen.

Die Kampagne zeichnete NGC 2992 in einem ihrer hellsten Zustände auf. Diese Beobachtungen boten die Möglichkeit, nach Anzeichen von UFOs in den Lichtmustern zu suchen. Die Forscher teilten die Daten in Segmente auf, analysierten die Helligkeitsvariationen und suchten nach klaren Anzeichen von UFOs.

Ergebnisse

Die Analyse ergab interessante Ergebnisse. Die Forscher fanden UFO-Signaturen, die zeigten, dass in der Galaxie schnelle Gasausströmungen stattfanden. Diese Ausströmungen bewegten sich mit unglaublichen Geschwindigkeiten, zwischen 21% und 45% der Lichtgeschwindigkeit. Das ist ziemlich schnell im Vergleich zu vielen anderen Galaxien.

Die Daten deuteten darauf hin, dass Veränderungen in der Helligkeit mit diesen Ausströmungen verbunden waren. Wenn die Ausströmungen stark waren, nahm die Helligkeit von NGC 2992 zu. Umgekehrt, wenn die Ausströmungen schwächer waren, wurde die Galaxie dunkler. Dieses Muster legt eine Verbindung zwischen dem Verhalten der Akkretionsscheibe und der Geschwindigkeit des aus der Galaxie ausgestossenen Gases nahe.

Die UFOs

Ultra Fast Outflows sind entscheidend für das Verständnis, wie Galaxien sich entwickeln. Das Gas, das während dieser Ausströmungen ausgestossen wird, kann eine Menge Energie und Impuls mitnehmen, was das Wachstum der Galaxie beeinflusst. In NGC 2992 schätzten die Forscher, dass das ausströmende Gas eine signifikante Masse hatte und sich mit hohen Geschwindigkeiten bewegte.

Die Studie schätzte einen Arbeitszyklus von 12% für die Ausströmungen, was bedeutet, dass sie während der Beobachtungen etwa 12% der Zeit aktiv und nachweisbar waren. Das deutet darauf hin, dass UFOs ein häufiges Merkmal in NGC 2992 sein könnten und eine Rolle in ihrer Gesamt-Dynamik spielen.

Die Forscher bemerkten auch, dass das ausströmende Gas aus einem relativ kleinen Bereich in der Nähe des schwarzen Lochs kam. Diese Nähe wirft interessante Fragen über die Prozesse auf, die in der Akkretionsscheibe stattfinden. Der direkte Einfluss des schwarzen Lochs beeinflusst die Ausströmungen, und das Verständnis dieser Beziehung ist entscheidend, um zu verstehen, wie sich Galaxien wie NGC 2992 entwickeln.

Auswirkungen auf die Galaxienentwicklung

Die Ergebnisse über UFOs in NGC 2992 haben mehrere Auswirkungen auf unser Verständnis der Galaxienentwicklung. Die Ausströmungen könnten Gas vom schwarzen Loch wegdrücken, was beeinflusst, wie neue Sterne in der Galaxie entstehen und die Gesamtmasse verteilt ist. Diese Interaktion könnte helfen, ein übermässiges Wachstum des schwarzen Lochs zu verhindern und den Fütterungsprozess zu steuern.

Zusätzlich legt die Studie nahe, dass schnelle Ausströmungen nicht auf Quasare beschränkt sind, die eine andere Art aktiver Galaxien sind. Das Vorhandensein von UFOs in NGC 2992 deutet darauf hin, dass sogar weniger leuchtende aktive Galaxien ähnliche Verhaltensweisen zeigen können. Das eröffnet neue Forschungsfelder, während Wissenschaftler die Beziehung zwischen schwarzen Löchern, Akkretionsscheiben und den von ihnen produzierten Ausströmungen untersuchen.

Fazit

Die Ergebnisse der Beobachtungskampagne von NGC 2992 liefern wertvolle Einblicke in das Verhalten aktiver Galaxien und ihrer supermassiven schwarzen Löcher. Die Entdeckung schneller, massiver Ausströmungen zeigt, wie sich diese Galaxien im Laufe der Zeit entwickeln können. Das Verständnis der Dynamik von UFOs und ihrer Verbindung zur Akkretionsscheibe ist entscheidend, um das Gesamtbild der Galaxienbildung und -entwicklung zu begreifen.

Weitere Studien werden auf diesen Erkenntnissen aufbauen und besser verstehen wollen, wie Ausströmungen die Umgebungen von Galaxien und ihre Entwicklung in der kosmischen Landschaft prägen. Mehr aktive Schwarze Löcher in verschiedenen Galaxientypen zu beobachten, wird unser Wissen über die Prozesse vertiefen, die das Wachstum und die Entwicklung von Galaxien steuern.

Originalquelle

Titel: The lively accretion disc in NGC 2992. III. Tentative evidence of rapid Ultra Fast Outflow variability

Zusammenfassung: We report on the 2019 XMM-Newton+NuSTAR monitoring campaign of the Seyfert galaxy NGC 2992, observed at one of its highest flux levels in the X-rays. The time-averaged spectra of the two XMM-Newton orbits show Ultra Fast Outflows (UFOs) absorbing structures above 9 keV with $> 3 \sigma$ significance. A detailed investigation of the temporal evolution on a $\sim$5 ks time scale reveals UFO absorption lines at a confidence level $>$95% (2$\sigma$) in 8 out of 50 XMM-Newton segments, estimated via Monte Carlo simulations. We observe a wind variability corresponding to a length scale of 5 Schwarzschild radii $r_S$. Adopting the novel Wind in the Ionised Nuclear Environment (WINE) model, we estimate the outflowing gas velocity ($v=0.21-0.45 c$), column density ($N_H=4-8\cdot 10^{24} cm^{-2}$) and ionisation state ($\log(\xi_0/erg\ cm\ s^{-1})=3.7-4.7$), taking into account geometrical and special relativity corrections. These parameters lead to instantaneous mass outflow rates $\dot{M}_{out}\simeq0.3-0.8 M_{\odot} yr^{-1}$, with associated outflow momentum rates $\dot{p}_{out}\simeq 20-90 L_{Bol}/c$ and kinetic energy rates $\dot{E}_K \simeq 2-25 L_{Bol}$. We estimate a wind duty cycle $\approx$ 12% and a total mechanical power $\approx$ 2 times the AGN bolometric luminosity, suggesting the wind may drive significant feedback effects between the AGN and the host galaxy. Notably, we also provide an estimate for the wind launching radius and density $\approx 5 r_S, 10^{11} {cm}^{-3}$, respectively.

Autoren: Alfredo Luminari, Andrea Marinucci, Stefano Bianchi, Barbara de Marco, Chiara Feruglio, Giorgio Matt, Riccardo Middei, Emanuele Nardini, Enrico Piconcelli, Simonetta Puccetti, Francesco Tombesi

Letzte Aktualisierung: 2023-05-05 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2305.03754

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.03754

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

Mehr von den Autoren

Ähnliche Artikel