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# Física# Astrofísica de Galaxias

Nuevas ideas sobre los núcleos galácticos activos

La investigación revela detalles sobre la relación entre tamaño y luminosidad en AGNs.

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Los Núcleos Galácticos Activos (AGN) son regiones en las galaxias que emiten una cantidad enorme de energía. Esta energía proviene del material que cae en un agujero negro supermasivo (SMBH) en el centro de la galaxia. Entender los AGN ayuda a los investigadores a aprender más sobre la formación y evolución de las galaxias. Una forma de estudiar los AGN es a través de la relación tamaño-Luminosidad, que observa la conexión entre el tamaño del área alrededor del agujero negro donde se producen líneas de emisión anchas y la luminosidad del AGN.

El Contexto Más Amplo

Los AGN vienen en varios tipos, y la región de líneas anchas (BLR) es clave para determinar la masa del agujero negro. La BLR consiste en nubes de gas que emiten tipos específicos de luz porque son calentadas por la radiación del agujero negro. Al medir el tamaño de esta región y cómo se relaciona con el brillo del AGN, los científicos pueden obtener información sobre la masa del agujero negro.

Métodos de Observación

Usando instrumentos avanzados como el instrumento GRAVITY ubicado en el Interferómetro del Very Large Telescope (VLTI), los investigadores pueden medir el tamaño de la BLR. La interferometría les permite combinar la luz de diferentes telescopios para lograr una mayor resolución, haciendo posible observar detalles que antes eran demasiado pequeños para ver. Este estudio se centró en cuatro AGN de tipo 1: Mrk 509, PDS 456, Mrk 1239 e IC 4329A.

Hallazgos Clave

Estructura y Dinámica de la Región de Líneas Anchas

Nuevas observaciones mostraron que la BLR tiene una estructura compleja. Para Mrk 509 y PDS 456, la BLR parece estar influenciada por fuertes flujos de salida, lo que significa que el gas se está alejando del agujero negro en lugar de simplemente orbitar alrededor. En contraste, los otros dos objetivos muestran un movimiento más estable, típico de un disco en rotación.

Relación Tamaño-Luminosidad

La relación entre el tamaño de la BLR y la luminosidad del AGN no es tan sencilla. Estudios anteriores se basaron en el mapeo de reverberación, que toma más tiempo para reunir datos. Este estudio presenta una nueva relación radio-luminosidad actualizada que incorpora datos de las observaciones de GRAVITY. Muestra que el tamaño de la BLR no siempre coincide con las expectativas anteriores, especialmente en AGN de mayor luminosidad.

Cálculos de Masa del AG

Las estimaciones de la masa del agujero negro para los objetivos observados fueron generalmente consistentes con las derivadas de otros métodos. Los métodos independientes del modelo utilizados en este estudio demostraron ser efectivos para medir los fotocentros de la BLR, lo que permite cálculos confiables de las masas de los agujeros negros.

Desplazamientos entre Fotocentros

Un resultado interesante del estudio fue el descubrimiento de desplazamientos entre el continuo de polvo caliente y los fotocentros de la BLR. Estos desplazamientos podrían estar relacionados con la luminosidad del AGN y pueden ser debido a una emisión asimétrica del polvo que rodea el agujero negro.

Importancia de Entender los AGN

Entender los AGN y sus componentes, especialmente la BLR, puede arrojar luz sobre una variedad de procesos astrofísicos. Los resultados de este estudio proporcionan un marco actualizado para estudiar las masas de los agujeros negros y la dinámica del gas a su alrededor. Esto es crucial para mejorar nuestro conocimiento sobre la evolución de las galaxias y el papel de los Agujeros Negros Supermasivos en el universo.

Resumen de Resultados

Esta investigación se suma al trabajo centrado en los AGN al proporcionar nuevas perspectivas sobre las propiedades de la BLR y su relación con las masas de los agujeros negros. Los métodos utilizados aquí mejoran nuestra capacidad para medir estas propiedades de manera más precisa y proporcionan una base para futuras observaciones. Los hallazgos destacan la necesidad de continuar explorando los AGN y su impacto en la evolución cósmica.

Conclusión

El estudio de los AGN, particularmente a través del lente de las observaciones interferométricas, nos permite desentrañar los misterios de los agujeros negros y sus regiones circundantes. Con nuestra mejor comprensión de la relación tamaño-luminosidad y la dinámica de la BLR, podemos avanzar en la comprensión del papel significativo que estos fenómenos cósmicos desempeñan en la formación del universo. Sin duda, más investigación llevará a aún más descubrimientos en el campo de la astrofísica, profundizando nuestra comprensión del cosmos.

Fuente original

Título: The size-luminosity relation of local active galactic nuclei from interferometric observations of the broad-line region

Resumen: By using the GRAVITY instrument with the near-infrared (NIR) Very Large Telescope Interferometer (VLTI), the structure of the broad (emission-)line region (BLR) in active galactic nuclei (AGNs) can be spatially resolved, allowing the central black hole (BH) mass to be determined. This work reports new NIR VLTI/GRAVITY interferometric spectra for four type 1 AGNs (Mrk 509, PDS 456, Mrk 1239, and IC 4329A) with resolved broad-line emission. Dynamical modelling of interferometric data constrains the BLR radius and central BH mass measurements for our targets and reveals outflow-dominated BLRs for Mrk 509 and PDS 456. We present an updated radius-luminosity (R-L) relation independent of that derived with reverberation mapping (RM) measurements using all the GRAVITY-observed AGNs. We find our R-L relation to be largely consistent with that derived from RM measurements except at high luminosity, where BLR radii seem to be smaller than predicted. This is consistent with RM-based claims that high Eddington ratio AGNs show consistently smaller BLR sizes. The BH masses of our targets are also consistent with the standard $M_\mathrm{BH}$-$\sigma_*$ relation. Model-independent photocentre fitting shows spatial offsets between the hot dust continuum and the BLR photocentres (ranging from $\sim$17 $\mu$as to 140 $\mu$as) that are generally perpendicular to the alignment of the red- and blueshifted BLR photocentres. These offsets are found to be related to the AGN luminosity and could be caused by asymmetric K-band emission of the hot dust, shifting the dust photocentre. We discuss various possible scenarios that can explain this phenomenon.

Autores: GRAVITY Collaboration, A. Amorim, G. Bourdarot, W. Brandner, Y. Cao, Y. Clénet, R. Davies, P. T. de Zeeuw, J. Dexter, A. Drescher, A. Eckart, F. Eisenhauer, M. Fabricius, H. Feuchtgruber, N. M. Förster Schreiber, P. J. V. Garcia, R. Genzel, S. Gillessen, D. Gratadour, S. Hönig, M. Kishimoto, S. Lacour, D. Lutz, F. Millour, H. Netzer, T. Ott, T. Paumard, K. Perraut, G. Perrin, B. M. Peterson, P. O. Petrucci, O. Pfuhl, M. A. Prieto, S. Rabien, D. Rouan, D. J. D. Santos, J. Shangguan, T. Shimizu, A. Sternberg, C. Straubmeier, E. Sturm, L. J. Tacconi, K. R. W. Tristram, F. Widmann, J. Woillez

Última actualización: 2024-01-15 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2401.07676

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2401.07676

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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