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# Physique # Astrophysique des galaxies

Le Rôle Dynamique des Galaxies Seyfert

Découvre comment les galaxies Seyfert influencent la formation des étoiles avec leurs trous noirs actifs et leurs jets.

Julianne Goddard, Isaac Shlosman, Emilio Romano-Diaz

― 8 min lire


Déchiffrer les galaxies Déchiffrer les galaxies Seyfert jets sur l'évolution des galaxies. Explore l'impact des trous noirs et des
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Les galaxies Seyfert sont un groupe de galaxies connues pour leurs centres actifs, où Des trous noirs supermassifs (SMBH) aspirent le matériel environnant. Quand ce matériel spirale vers l'intérieur, ça forme un disque d'accrétion et génère énormément d'énergie. Cette énergie peut être émise sous forme de lumière et de jets puissants, ce qui rend les galaxies Seyfert fascinantes pour les astronomes. Même si elles ne sont pas aussi brillantes que les quasars, elles offrent des aperçus précieux sur le fonctionnement de l'univers.

Qu'est-ce que les SMBH et le feedback des jets ?

Les trous noirs supermassifs sont d'énormes trous noirs au centre de la plupart des galaxies. Ils peuvent peser des millions, voire des milliards de fois plus que notre Soleil. Dans les galaxies Seyfert, ces trous noirs produisent parfois des jets — des faisceaux étroits de gaz et d'énergie expulsés à des vitesses incroyablement élevées. Ces jets peuvent avoir un impact significatif sur leurs galaxies hôtes, influençant leur forme et la formation d'étoiles.

Le feedback de ces jets est assez intéressant. Quand le matériel du jet interagit avec le gaz environnant dans la galaxie, il peut transférer énergie et moment. Ce feedback peut changer la façon dont les étoiles se forment, affecter la distribution du gaz et altérer l'aspect général de la galaxie.

Le rôle du feedback des jets dans l'évolution des galaxies

Le feedback des jets peut repousser le matériel loin des régions centrales d'une galaxie. Ça veut dire que pendant que la formation d'étoiles peut se produire au centre, elle peut être poussée vers l'extérieur lorsque les jets interagissent avec le gaz. Par conséquent, les parties extérieures de la galaxie pourraient avoir plus de formation d'étoiles, tandis que le centre pourrait voir une baisse de la formation stellaire. Ce processus peut créer une variété de schémas de formation d'étoiles dans les galaxies.

Simulations pour comprendre le feedback des jets

Pour étudier ces effets, les scientifiques utilisent souvent des simulations. Ce sont des modèles informatiques qui représentent comment les galaxies se comportent au fil du temps. En simulant des galaxies Seyfert avec différentes quantités de feedback de jets, on peut en apprendre plus sur le rôle que jouent ces jets dans l'évolution galactique.

Dans ces simulations, les galaxies sont créées avec différents paramètres, comme la taille de leurs halos de matière noire et la masse des trous noirs supermassifs. En modifiant un seul facteur à la fois, les chercheurs peuvent observer comment cela affecte le développement de la galaxie.

Observations des galaxies Seyfert

Les astronomes ont observé de nombreuses galaxies Seyfert à travers différents télescopes. Ces observations ont soutenu beaucoup de ce que les simulations suggèrent. Par exemple, quand les jets montrent une activité plus intense, les galaxies présentent souvent des signes de réduction de la formation d'étoiles dans leurs régions centrales, tandis que les régions extérieures peuvent avoir plus de formation d'étoiles.

Différences entre galaxies Seyfert et quasars

Bien que les galaxies Seyfert et les quasars soient alimentés par des trous noirs supermassifs, elles diffèrent en luminosité et en niveaux d'activité. Les quasars sont exceptionnellement brillants et souvent éclipsent leurs galaxies hôtes, tandis que les galaxies Seyfert présentent une luminosité plus modeste. Cette différence est principalement due à la quantité de matériel disponible pour les trous noirs à consommer et à la force des jets qu'ils produisent.

La danse cosmique du gaz et des étoiles

L'interaction entre les jets et leurs galaxies hôtes peut être considérée comme une danse cosmique. Au fur et à mesure que les jets poussent le gaz et les étoiles, ils créent des ondulations dans la structure de la galaxie. Cela peut entraîner de nouvelles formations d'étoiles à des endroits inattendus, un peu comme une légère brise peut modeler la façon dont les dunes de sable se forment dans le désert.

Le destin du gaz dans les galaxies Seyfert

Dans certaines galaxies Seyfert, le gaz poussé par le feedback des jets peut se perdre complètement de la galaxie. C'est un peu comme essayer de tenir un ballon par temps venteux - si le vent est assez fort, le ballon pourrait tout simplement s'envoler ! Donc, même si les jets peuvent favoriser la formation d'étoiles dans les périphéries des galaxies, ils peuvent aussi expulser du matériel hors de la galaxie, changeant son avenir.

Le contenu baryonique des galaxies

Le contenu baryonique fait référence à la matière normale dans les galaxies, qui comprend des étoiles, du gaz et de la poussière. Dans les galaxies Seyfert, les jets peuvent influencer la quantité de contenu baryonique, ainsi que sa distribution. C'est important parce que l'équilibre entre les étoiles et le gaz affecte comment les galaxies évoluent.

L'importance de la distribution du gaz

La distribution du gaz dans une galaxie influence où de nouvelles étoiles peuvent se former. Dans les galaxies Seyfert, les jets peuvent modifier significativement cette distribution. Par exemple, ils peuvent créer des cavités dans le gaz lorsqu'ils repoussent du matériel. Cela conduit à des variations passionnantes dans la morphologie et les propriétés des galaxies.

Surveillance des effets du feedback des supernovae

En plus du feedback des jets, les supernovae (étoiles explosant) influencent aussi les galaxies. Quand une étoile devient supernova, elle libère de l'énergie qui peut mélanger le gaz dans la galaxie. Tandis que les jets poussent généralement le gaz vers l'extérieur, les explosions de supernova peuvent remuer les choses d'une manière différente. Ensemble, ces processus façonnent les galaxies de manières complexes et fascinantes.

Étudier les taux de formation d'étoiles

Les taux de formation d'étoiles (SFR) dans les galaxies Seyfert peuvent varier largement en raison de l'influence des jets et du feedback des supernovae. Quand le feedback est fort, cela peut mener à des SFR plus bas dans le centre de la galaxie. Cela peut être visualisé comme un effet d’entonnoir, où la formation d'étoiles se déplace du centre vers les parties extérieures de la galaxie.

La perturbation de la structure

L'interaction des jets avec le gaz environnant peut créer de grandes formes irrégulières dans les galaxies. Ces formes peuvent être comparées à une chambre d'enfant en désordre - tout est éparpillé et chaotique plutôt qu'ordonné. Cette perturbation peut mener à de nouvelles régions de formation d'étoiles, alors que le gaz s'accumule et se refroidit après avoir été déplacé.

Le milieu circumgalactique (CGM)

Le milieu circumgalactique (CGM) est le gaz qui entoure une galaxie, se trouvant entre la galaxie et l'espace intergalactique. Les jets peuvent enrichir le CGM en énergie et en métaux, qui peuvent finalement retomber dans la galaxie. Cela signifie que le gaz à l'extérieur d'une galaxie joue un rôle important dans son évolution.

Le milieu intergalactique (IGM)

Au-delà du CGM se trouve le milieu intergalactique (IGM), qui est la matière qui remplit l'univers entre les galaxies. Les jets peuvent également impacter l'IGM, surtout s'ils sont assez puissants pour pousser du matériel loin de leurs galaxies d'origine. Cette connexion entre les galaxies et l'IGM souligne également comment les galaxies peuvent s'influencer mutuellement et leur environnement.

L'impact des simulations cosmologiques

Des simulations haute résolution permettent aux chercheurs de visualiser et de comprendre les mécanismes de feedback en jeu dans les galaxies Seyfert. En modélisant ces processus, les simulations peuvent offrir des aperçus que les observations seules pourraient manquer. Ces galaxies générées par ordinateur aident les astronomes à hypothétiser sur les nombreux scénarios possibles pour l'évolution galactique.

Le rôle de l'évolution cosmique

Au fil du temps cosmique, les galaxies subissent des changements dictés par leurs interactions avec l'environnement, y compris d'autres galaxies et structures cosmiques. Les galaxies Seyfert, avec leurs jets énergétiques, représentent juste un des nombreux chemins que les galaxies peuvent suivre durant leurs histoires évolutives.

Connecter les observations et la théorie

La relation entre ce que nous observons dans les galaxies Seyfert et ce que les simulations prédisent est un aspect crucial de la recherche astronomique. En comparant les deux, les astronomes peuvent soit confirmer leurs théories, soit les ajuster en fonction des nouvelles découvertes. Ce processus de raffinement est central au développement d'une compréhension cohérente de la formation et de l'évolution des galaxies.

Conclusion : Le monde bizarre des galaxies Seyfert

Les galaxies Seyfert sont des lieux spéciaux remplis de drame cosmique. Elles révèlent les relations complexes entre les trous noirs supermassifs, le feedback des jets et la danse toujours changeante du gaz et des étoiles. Comme une soap-opéra cosmique, les histoires de ces galaxies nous invitent à réfléchir sur les rouages délicats de l'univers et notre place en son sein. Au fur et à mesure que la recherche continue, chaque nouvelle découverte sur les galaxies Seyfert nous rapproche un peu plus de la compréhension complète des voies de l'évolution cosmique. Qui sait, peut-être que ces galaxies ne sont que le début d'un récit encore plus excitant sur le cosmos !

Source originale

Titre: Jetted Seyfert Galaxies at z = 0: Simulating Feedback Effects on Galactic Morphology and Beyond

Résumé: We use high-resolution cosmological zoom-in simulations to model feedback from Seyfert-type supermassive black hole (SMBH) jets onto galaxies with identical dark matter (DM) halos of log(M/M$_\odot$) ~ 11.8. The low mass, ~10$^6$ M$_\odot$, seed SMBHs, have been introduced when the parent DM halos have reached log(M/M$_\odot$) ~ 11, at z ~ 3.7. In a controlled experiment, we vary only the efficiency of the SMBH accretion and focus on galaxies and their immediate environment properties. Our results show that the AGN jet feedback has a substantial effect on the basic properties of Seyfert-type galaxies, such as morphology, gas fraction and distribution, star formation rate and distribution, bulge-to-disk ratio, DM halo baryon fraction, and properties of circumgalactic medium (CGM) and beyond. These have been compared to a galaxy with supernovae only feedback. We focus on the energy deposition by the jet in the ISM and IGM, and follow the expansion of the multiple jet cocoons to 2 Mpc. We find that the jet-ISM interaction gradually pushes the star formation to larger radii with increasing accretion efficiency, which results in increased mass of the outer stellar disk, which is best fit as a double-exponential disk. Furthermore, we compare our galaxies and their properties with the observed nearby Seyfert galaxies, including the scaling relations, and find a close agreement, although statistical analysis of observed Seyferts is currently missing. In a forthcoming paper, we focus on evolution of these objects at z

Auteurs: Julianne Goddard, Isaac Shlosman, Emilio Romano-Diaz

Dernière mise à jour: 2024-12-12 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2412.09679

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.09679

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

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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