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El impacto de los AGN de radio en el gas de la galaxia anfitriona

Este estudio examina cómo los chorros de AGN de radio afectan el gas a su alrededor.

― 6 minilectura


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Los núcleos galácticos activos (AGN) son objetos poderosos que se encuentran en el centro de algunas galaxias. Juegan un papel importante en cómo las galaxias crecen y cambian con el tiempo. Un tipo de AGN es el AGN de radio, que emite ondas de radio fuertes debido a los chorros de partículas que son expulsados por el agujero negro en su centro. Estos chorros pueden tener un gran impacto en el gas de la galaxia anfitriona, lo que puede afectar la formación de estrellas.

Este trabajo investiga cómo el ciclo de vida de los AGN de radio se conecta con cómo afectan el gas que los rodea. Nos enfocamos en cómo los chorros perturban el Gas ionizado en las galaxias anfitrionas de los AGN de radio. Al entender esta conexión, podemos aprender más sobre cómo estos objetos poderosos influyen en su entorno.

El Ciclo de Vida de los AGN de Radio

Los AGN de radio pasan por diferentes etapas en su vida. Cuando son jóvenes, tienen un espectro de radio elevado, lo que significa que sus emisiones de radio muestran un patrón específico. A medida que evolucionan, este patrón cambia y pueden comenzar a mostrar emisiones de radio menos intensas. Esta evolución es crucial para entender cómo estos AGN influyen en el gas que los rodea.

En las primeras etapas, los chorros producidos por el agujero negro son muy energéticos y pueden perturbar el gas de manera significativa. A medida que el AGN envejece, los chorros se vuelven menos potentes, y su impacto en el gas disminuye. Al estudiar un gran número de AGN de radio, podemos recopilar información sobre cómo estos chorros y el gas interactúan en diferentes etapas de la vida del AGN.

Muestra y Metodología

Para estudiar la relación entre los AGN de radio y el gas que los rodea, analizamos una muestra de 5,720 AGN de radio de varias encuestas. Esto incluye datos de encuestas de radio y ópticas que nos ayudan a recopilar información sobre los AGN y sus galaxias anfitrionas. Al observar las propiedades de estos AGN, podemos clasificarlos según su etapa evolutiva y examinar cómo sus chorros afectan el gas circundante.

Clasificamos los AGN en dos tipos principales: fuentes de espectro elevado (PS), que representan AGN más jóvenes, y fuentes de espectro no elevado (NPS), que representan AGN más evolucionados. Esta clasificación se basa en sus emisiones de radio.

Medición de la Cinemática del Gas

Para entender cómo los chorros afectan el gas, observamos la cinemática, o movimiento, del gas ionizado en estas galaxias. Examinamos los espectros del gas, que nos muestran qué tan rápido y de qué manera se mueve el gas. Al aislar los efectos de los chorros, podemos determinar cuánto perturban el gas.

Nuestro análisis muestra que las fuentes PS tienen tres veces más probabilidades de tener gas perturbado en comparación con las fuentes NPS. Esta relación resalta la influencia más fuerte de los AGN de radio jóvenes sobre el gas circundante.

Resultados y Hallazgos

Perturbación del Gas en AGN Jóvenes vs. Evolucionados

El estudio revela que los AGN de radio jóvenes tienen un impacto mucho más significativo en el gas que los rodea en comparación con los AGN más viejos. El movimiento del gas en las fuentes PS muestra perfiles más amplios y perturbados, indicando una mayor velocidad. En contraste, el gas en las fuentes NPS parece menos perturbado, lo que sugiere que la influencia de los chorros disminuye con el tiempo.

El Papel de la Luminosidad de radio

Otro hallazgo importante es la relación entre la luminosidad de radio del AGN y la perturbación del gas. Los AGN con mayor luminosidad de radio muestran perfiles de gas más amplios, lo que indica que los chorros más poderosos causan perturbaciones más significativas. Este patrón se mantiene tanto para fuentes jóvenes como evolucionadas, reforzando la idea de que la fuerza de los chorros es crucial para impulsar la retroalimentación en las galaxias anfitrionas.

Discusión de los Mecanismos de Retroalimentación

La retroalimentación de los chorros puede influir en la formación de estrellas en las galaxias anfitrionas. Cuando los chorros impactan el gas, pueden crear flujos de salida o empujar el gas lejos, impidiendo que se enfríe y forme nuevas estrellas. Este proceso es complejo y varía según la edad y potencia del AGN.

Entender cómo funcionan los chorros junto con la presión de radiación puede aclarar aún más las interacciones involucradas. Si bien los chorros son un factor importante, la radiación del AGN también puede jugar un papel en el calentamiento del gas e influir en su movimiento.

Importancia de la Densidad del Gas

También exploramos la densidad del gas ionizado que rodea al AGN. Sorprendentemente, no encontramos una diferencia significativa en la densidad del gas entre las fuentes PS y NPS. Esto sugiere que las perturbaciones causadas por los chorros no dependen únicamente de la densidad del gas circundante. En cambio, factores como la edad del AGN y la fuerza de los chorros son más críticos.

Conclusión

Este estudio proporciona una imagen más clara de cómo los AGN de radio interactúan con el gas ionizado en sus galaxias anfitrionas a lo largo de su ciclo de vida. Los AGN jóvenes, con sus potentes chorros, tienen un fuerte impacto, mientras que los AGN más viejos muestran menos influencia. Los hallazgos enfatizan la necesidad de considerar tanto las propiedades de radio como el comportamiento cinemático del gas al estudiar los AGN y sus efectos en la evolución de las galaxias.

Al agrupar y analizar una gran muestra de AGN de radio, podemos comprender mejor los procesos en juego y las complejas relaciones entre estos gigantes cósmicos y sus galaxias anfitrionas. Los estudios futuros seguirán explorando estas conexiones, lo que puede proporcionar más información sobre la evolución de las galaxias en el universo.

Fuente original

Título: Connecting the radio AGN life cycle to feedback: Ionised gas is more disturbed in young radio AGN

Resumen: In the host galaxies of radio AGN, kinematically disturbed gas due to jet-driven feedback is a widely observed phenomenon. Simulations predict that the impact of jets on the surrounding gas changes as they grow. Useful insights into this phenomenon can be obtained by characterising radio AGN into different evolutionary stages and studying their impact on gas kinematics. We present a systematic study of the [OIII] gas kinematics for a sample of 5720 radio AGN up to $z\sim0.8$ with a large 1.4 GHz luminosity range of $\approx10^{22.5}-10^{28}$W/Hz, and 1693 [OIII] detections. Taking advantage of the wide frequency coverage of LOFAR and VLA surveys from $144-3000$MHz, we determine the radio spectral shapes, using them to characterise sources into different stages of the radio AGN life cycle. We determine the [OIII] kinematics from SDSS spectra and link it to the life cycle. Our main conclusion is that the [OIII] gas is $\sim$3 times more likely to be disturbed in the peaked spectrum (PS) sources (that represent a young phase of activity) than non-peaked spectrum (NPS) sources (that represent more evolved sources) at $z0.4$. This shows that on average, the strong impact of jets is limited to the initial stages of the radio AGN life cycle. At later stages, the impact on gas is more gentle. We also determine the dependence of this trend on 1.4GHz and [OIII] luminosities and find that the difference between the two groups increases with 1.4GHz luminosity. Young radio AGN with $L_\mathrm{1.4GHz}>10^{25}$W/Hz have the most extreme impact on [OIII]. Using a stacking analysis, we are further able to trace the changing impact on [OIII] in the high-frequency peaked spectrum (i.e. youngest), low-frequency peaked spectrum ("less young"), and non-peaked spectrum (evolved) radio AGN.

Autores: Pranav Kukreti, Raffaella Morganti

Última actualización: 2024-07-08 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2407.06265

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.06265

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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