Nuevas ideas sobre el cuásar H1821+643 y el gas que lo rodea
Hallazgos recientes revelan el impacto del cuásar H1821+643 en el gas caliente cercano.
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Tabla de contenidos
- Observaciones de H1821+643
- Propiedades del Gas Caliente
- Cambios en Temperatura y Densidad
- El Papel de la Emisión del Quásar
- Efectos térmicos
- Evidencia de Flujos de Enfriamiento
- Tasas de Enfriamiento
- Observaciones Multidimensionales
- Indicadores de Formación de Estrellas
- Comparaciones con Otros Cúmulos de Galaxias
- Diferencias en los Mecanismos de Retroalimentación
- Conclusiones
- Implicaciones para la Investigación Futura
- Reflexiones Finales
- Fuente original
- Enlaces de referencia
H1821+643 es un quásar único que se encuentra en un cúmulo de galaxias. Un quásar es un objeto muy luminoso que está alimentado por un agujero negro supermasivo en su centro. La energía que emite el quásar se presenta en forma de radiación brillante y chorros de partículas que impactan el gas caliente alrededor en el cúmulo de galaxias. En este artículo, vamos a hablar sobre los hallazgos recientes acerca de H1821+643 y cómo sus propiedades afectan el gas caliente en su vecindario.
Observaciones de H1821+643
Para entender mejor a H1821+643, se realizaron nuevas observaciones usando el Observatorio de Rayos X Chandra, que está diseñado para observar rayos X desde el espacio. Esta nueva observación proporcionó información detallada sobre el gas caliente que rodea al quásar. Las observaciones ayudaron a identificar cómo las propiedades del gas fueron influenciadas por la energía emitida por H1821+643.
Propiedades del Gas Caliente
El gas caliente que rodea a H1821+643 muestra cambios significativos en sus características cerca del quásar. Cuando se separó cuidadosamente la luz del quásar de los datos, se observó que el brillo del gas caliente aumentaba drásticamente. Este aumento indica que la energía del quásar está afectando directamente al gas.
Cambios en Temperatura y Densidad
En el área cercana al quásar, se encontró que la temperatura del gas caía drásticamente, mientras que su densidad aumentaba de manera notable. Esta caída en temperatura y aumento en densidad sugiere que el gas está experimentando cambios significativos debido a la energía emitida por el quásar. La baja temperatura y alta densidad indican un estado de gas altamente comprimido.
El Papel de la Emisión del Quásar
La energía emitida por H1821+643 afecta al gas circundante de varias maneras. Se piensa que la radiación del quásar causa cambios en la composición del gas, llevando a niveles bajos de metallicidad. Esta baja metallicidad podría ser resultado de la fuerte radiación del quásar ionizando el gas circundante, lo que impide que ciertos elementos se acumulen.
Efectos térmicos
La energía de H1821+643 también puede llevar a efectos térmicos en el gas circundante. Es probable que el gas esté siendo calentado por la radiación del quásar, pero la situación es compleja. Aunque uno podría esperar que el quásar debería estar proporcionando suficiente energía para calentar significativamente el gas, los efectos observados sugieren una interacción más matizada.
Evidencia de Flujos de Enfriamiento
Las observaciones indican que el gas alrededor de H1821+643 está atravesando lo que se conoce como un Flujo de enfriamiento. Un flujo de enfriamiento ocurre cuando el gas caliente emite energía y se enfría mientras es reemplazado por gas más frío de áreas circundantes. Este proceso puede crear un ciclo de flujo de gas que podría potencialmente aumentar la formación de estrellas en el cúmulo.
Tasas de Enfriamiento
La tasa a la que el gas se está enfriando en la vecindad de H1821+643 se ha calculado como bastante alta. El tiempo de enfriamiento es notablemente corto, lo que sugiere que el gas caliente está perdiendo energía rápidamente. Este enfriamiento rápido podría facilitar la entrada de gas al centro de la galaxia, llevando potencialmente a una mayor formación de estrellas.
Observaciones Multidimensionales
Para obtener una visión completa de H1821+643 y sus efectos en el entorno circundante, se recopilaron observaciones en múltiples longitudes de onda. Diferentes longitudes de onda de luz proporcionan información única sobre varios procesos físicos que ocurren en el espacio. Este enfoque integral permite a los científicos construir una mejor comprensión de cómo el quásar está interactuando con el gas que lo rodea.
Indicadores de Formación de Estrellas
Los datos de varias longitudes de onda sugieren que H1821+643 está en una fase de intensa actividad de formación de estrellas. Indicadores como las emisiones en el infrarrojo sugieren que el área está experimentando una cantidad significativa de formación estelar debido al enfriamiento y condensación del gas.
Comparaciones con Otros Cúmulos de Galaxias
Al comparar H1821+643 con otros cúmulos de galaxias conocidos, se hace evidente que su comportamiento es algo único. La mayoría de los cúmulos de galaxias a menudo tienen mecanismos para prevenir el enfriamiento rápido y mantener sus estados de gas caliente. H1821+643 destaca porque el flujo de enfriamiento y la activa formación de estrellas están ocurriendo a pesar de la presencia del quásar.
Diferencias en los Mecanismos de Retroalimentación
Los mecanismos de retroalimentación se refieren a las interacciones entre un quásar y su entorno circundante. En muchos casos, los quásares pueden inhibir flujos de enfriamiento y formación de estrellas a través de su energía. Sin embargo, en el caso de H1821+643, parece que la retroalimentación del quásar no está previniendo efectivamente el enfriamiento del gas. Esto conduce a un escenario donde el quásar puede no estar proporcionando suficiente energía para contrarrestar el flujo de enfriamiento.
Conclusiones
El estudio de H1821+643 revela información importante sobre las interacciones entre quásares y el gas caliente en sus alrededores. El enfriamiento rápido del gas y las actividades de formación de estrellas asociadas brindan una mirada única a cómo pueden evolucionar tales sistemas. La evidencia sugiere un delicado equilibrio entre la energía emitida por el quásar y los procesos de enfriamiento que ocurren en el gas cercano.
Implicaciones para la Investigación Futura
Entender los procesos que juegan en sistemas como H1821+643 podría llevar a importantes avances en nuestro conocimiento sobre la formación y evolución de galaxias. Los hallazgos indican que no todos los quásares se comportan de la misma manera, y más investigaciones podrían descubrir nuevas dinámicas que desafíen las teorías existentes. Estudios futuros podrían enfocarse en sistemas similares para explorar más a fondo estas interacciones complejas y mejorar nuestra comprensión del universo.
Reflexiones Finales
H1821+643 sirve como un caso de estudio intrigante en el ámbito de la astrofísica. Sus características únicas desafían los modelos existentes de interacciones entre quásares y cúmulos de galaxias y abren la puerta a nuevas indagaciones sobre cómo operan tales sistemas masivos. El equilibrio entre calentamiento y enfriamiento, combinado con las tasas de formación de estrellas, pinta un cuadro vibrante del impacto de este quásar en su entorno.
Título: A cooling flow around the low-redshift quasar H1821+643
Resumen: H1821+643 is the nearest quasar hosted by a galaxy cluster. The energy output by the quasar, in the form of intense radiation and radio jets, is captured by the surrounding hot atmosphere. Here we present a new deep Chandra observation of H1821+643 and extract the hot gas properties into the region where Compton cooling by the quasar radiation is expected to dominate. Using detailed simulations to subtract the quasar light, we show that the soft-band surface brightness of the hot atmosphere increases rapidly by a factor of ~ 30 within the central ~ 10 kpc. The gas temperature drops precipitously to < 0.4 keV and the density increases by over an order of magnitude. The remarkably low metallicity here is likely due to photo-ionization by the quasar emission. The variations in temperature and density are consistent with hydrostatic compression of the hot atmosphere. The extended soft-band peak cannot be explained by an undersubtraction of the quasar or scattered quasar light and is instead due to thermal ISM. The radiative cooling time of the gas falls to only 12 +/- 1 Myr, below the free fall time, and we resolve the sonic radius. H1821+643 is therefore embedded in a cooling flow with a mass deposition rate of up to 3000 Msolar/yr. Multi-wavelength observations probing the star formation rate and cold gas mass are consistent with a cooling flow. We show that the cooling flow extends to much larger radii than can be explained by Compton cooling. Instead, the AGN appears to be underheating the core of this cluster.
Autores: H. R. Russell, P. E. J. Nulsen, A. C. Fabian, T. E. Braben, W. N. Brandt, L. Clews, M. McDonald, C. S. Reynolds, J. S. Sanders, S. Veilleux
Última actualización: 2024-01-05 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2401.03022
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2401.03022
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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