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# Physique # Astrophysique des galaxies # Cosmologie et astrophysique nongalactique

Galaxies Silencieuses Mystérieuses dans l'Univers Primitif

Les scientifiques enquêtent sur des AGNs étranges qui manquent des signaux attendus dans le cosmos.

G. Mazzolari, R. Gilli, R. Maiolino, I. Prandoni, I. Delvecchio, C. Norman, E. F. Jimenez-Andrade, S. Belladitta, F. Vito, E. Momjian, M. Chiaberge, B. Trefoloni, M. Signorini, X. Ji, Q. D'Amato, G. Risaliti, R. D. Baldi, A. Fabian, H. Übler, F. D'Eugenio, J. Scholtz, I. Juodžbalis, M. Mignoli, M. Brusa, E. Murphy, T. W. B. Muxlow

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Des galaxies tranquilles Des galaxies tranquilles remettent en question les théories soulevant de nouvelles questions manquent des signaux attendus, Les AGN de l'univers primordial
Table des matières

Dans l'immense univers, des trucs excitants se passent et les scientifiques sont impatients de comprendre. Un de ces phénomènes intrigants concerne un type spécial de galaxie appelé Noyau Galactique Actif (NGA). Imagine une partie d'une galaxie super chargée qui brille incroyablement fort, un peu comme un phare dans l'océan noir de l'espace. Mais toutes ces galaxies n'envoient pas des signaux aussi puissants que prévu. Cet article dévoile les résultats concernant ces Signaux radio provenant des galaxies de l'univers primordial.

C'est quoi un Noyau Galactique Actif ?

Un NGA, c'est une région au centre de certaines galaxies qui est super lumineuse et énergique. Cette luminosité vient d'un trou noir supermassif au centre, où du gaz et de la poussière spirales et créent beaucoup de chaleur et de lumière. Ils peuvent éclipser des galaxies entières, ce qui en fait des objets fascinants à étudier. On peut les classer en plusieurs types, avec le NGA à Largeur de Ligne Large (NGA LLL) qui est une variété spéciale.

Le rôle du Télescope spatial James Webb

Le télescope spatial James Webb (JWST) a récemment découvert plein de NGA dans l'univers primordial. Imagine une équipe d'explorateurs qui découvre un trésor caché ! Le télescope a repéré beaucoup de ces noyaux brillants, mais certains ont un problème troublant : ils manquent des signaux X-ray attendus. Ce manque de lumière X fait que les scientifiques se grattent la tête, car ils s'attendent à ce que ces objets puissants émettent des X-rays forts.

Signaux radio : l'autre extrémité du spectre

En étudiant ces galaxies énigmatiques, les scientifiques ont aussi porté leur attention sur les signaux radio. L'astronomie radio nous permet de détecter des émissions à faible énergie provenant d'objets célestes, ce qui est différent des signaux à haute énergie comme les X-rays. La recherche s'est concentrée sur la détection des émissions radio des NGA LLL sélectionnés par le JWST situés dans une région spécifique du ciel connue sous le nom de champ GOODS-N.

Une recherche d'émissions radio

Les chercheurs ont cherché des signaux radio provenant de 22 NGA LLL différents mais n'ont rien trouvé. C'est comme essayer de capter une station de radio seulement pour découvrir du statique. Ils ont même effectué une analyse de superposition - une technique où les signaux provenant de plusieurs sources sont combinés pour augmenter les chances de détection. Malheureusement, même cette méthode n'a pas donné de résultats fascinants.

Qu'est-ce qui se passe avec ces galaxies ?

L'absence de signaux radio mène à plusieurs hypothèses sur ce qui se passe avec ces galaxies. Les scientifiques ont considéré que ces NGA doivent être plus calmes que les NGA typiques. Ils ont pensé que peut-être le gaz et la poussière qui les entourent bloquaient ou absorbaient leurs émissions radio. Ça pourrait être comme essayer d'entendre quelqu'un parler derrière une porte fermée.

Explications possibles pour la faiblesse

  1. Environnement dense : Une idée suggère qu'il y a un milieu dense autour de ces NGA, ce qui cause une absorption free-free. C'est une façon sophistiquée de dire que le gaz à proximité pourrait absorber la radiation avant qu'elle n'atteigne notre télescope.

  2. Champs magnétiques faibles : Une autre possibilité est que le champ magnétique, crucial pour produire à la fois des émissions X et radio, pourrait être trop faible. Si le champ magnétique était un moteur de voiture, ce serait comme avoir un pneu dégonflé - ça ne vous mènerait pas très loin !

  3. Accrétion Super-Eddington : Ils ont aussi exploré l'idée de l'accrétion super-Eddington, qui se produit quand un trou noir attire du matériel à des taux extraordinairement élevés. Ce scénario pourrait créer des conditions qui mènent à une émission moins efficace des signaux radio et X.

  4. Absence d'activité coronaire : L'absence d'une couronne active, une région autour du trou noir responsable de beaucoup d'émissions X, pourrait aussi être un facteur. C'est comme faire un feu de camp sans assez de petit bois ; vous ne pouvez tout simplement pas allumer une grande flamme.

Plongée dans les données

Les chercheurs ont utilisé divers télescopes radio pour rassembler des données à travers différentes bandes de fréquence. Comme régler plusieurs radios pour trouver le meilleur signal, ils ont regardé à 144 MHz, 1,5 GHz, 3 GHz, 5,5 GHz et 10 GHz. Chaque fréquence correspond à un aspect différent des émissions radio. Mais à leur grand désespoir, tout ce qu'ils ont trouvé ce sont des limites supérieures - rien de concret.

Le jeu de comparaison : attendu vs observé

Les scientifiques ont comparé les signaux radio qu'ils s'attendaient à observer avec ce qu'ils ont réellement trouvé. Malheureusement, les limites supérieures qu'ils ont obtenues étaient beaucoup plus faibles que celles prédites pour les NGA standard. Les données suggéraient que ces galaxies pourraient ne pas correspondre aux catégories typiques qu'ils ont développées au fil des ans.

Pourquoi ces découvertes sont importantes ?

Comprendre pourquoi ces NGA sont plus faibles en émissions radio peut offrir des perspectives sur comment les galaxies évoluent et se développent. Si ces NGA plus calmes sont effectivement différents, ils pourraient raconter une histoire différente de ce qu'on pensait - un peu comme trouver un nouveau chapitre dans un vieux livre.

Besoin d'observations plus profondes

Un point clé de cette recherche est la nécessité d'observations plus sensibles. Les chercheurs suggèrent que des observations radio plus profondes, peut-être à partir de futurs télescopes comme l'Observatoire du Square Kilometer Array (SKAO), pourraient aider à révéler la véritable nature de ces NGA. Le SKAO est comme un super détective qui peut filtrer les signaux pour trouver les trésors cachés de l'univers.

Quel avenir ?

Alors que les astronomes continuent d'analyser les données et de rassembler plus d'observations, les mystères entourant ces NGA de l'univers primordial commenceront probablement à se clarifier. Ils pourraient découvrir de nouveaux types de galaxies ou mieux comprendre comment les trous noirs affectent leur environnement.

La quête de connaissances en astronomie est sans fin. Chaque découverte ouvre de nouvelles questions et avenues d'exploration. Donc, en levant les yeux vers le ciel, on peut trouver des réponses à des questions auxquelles on n'a même pas encore pensé !

Conclusion

En résumé, bien que le télescope spatial James Webb ait dévoilé une nouvelle population de NGA dans l'univers primordial, beaucoup d'entre eux sont étonnamment calmes. Le manque d'émissions X et radio pose un défi, entraînant des théories sur les conditions environnementales qui les entourent. Avec la promesse d'observations futures et une compréhension toujours croissante de l'univers, les chercheurs sont sur le point de découvrir les subtilités de ces phénomènes célestes. Comme un roman policier, plus on lit, plus l'histoire devient profonde !

Source originale

Titre: The radio properties of the JWST-discovered AGN

Résumé: We explore the radio emission of spectroscopically confirmed, X-ray weak, Broad Line AGN (BLAGN, or type 1) selected with JWST in the GOODS-N field, one of the fields with the best combination of deep radio observations and statistics of JWST-selected BLAGN. We use deep radio data at different frequencies (144\,MHz, 1.5\,GHz, 3\,GHz, 5.5\,GHz, 10\,GHz), and we find that none of the 22 sources investigated is detected at any of the aforementioned frequencies. Similarly, the radio stacking analysis does not reveal any detection down to an rms of $\sim 0.2\mu$Jy beam$^{-1}$, corresponding to a $3\sigma$ upper limit at rest frame 5 GHz of $L_{5GHz}=2\times10^{39}$ erg s$^{-1}$ at the mean redshift of the sample $z\sim 5.2$. We compared this and individual sources upper limits with expected radio luminosities estimated assuming different AGN scaling relations. For most of the sources the radio luminosity upper limits are still compatible with expectations for radio-quiet (RQ) AGN; nevertheless, the more stringent stacking upper limits and the fact that no detection is found would suggest that JWST-selected BLAGN are weaker than standard AGN even at radio frequencies. We discuss some scenarios that could explain the possible radio weakness, such as free-free absorption from a dense medium, or the lack of either magnetic field or a corona, possibly as a consequence of super-Eddington accretion. These scenarios would also explain the observed X-ray weakness. We also conclude that $\sim$1 dex more sensitive radio observations are needed to better constrain the level of radio emission (or lack thereof) for the bulk of these sources. The Square Kilometer Array Observatory (SKAO) will likely play a crucial role in assessing the properties of this AGN population.

Auteurs: G. Mazzolari, R. Gilli, R. Maiolino, I. Prandoni, I. Delvecchio, C. Norman, E. F. Jimenez-Andrade, S. Belladitta, F. Vito, E. Momjian, M. Chiaberge, B. Trefoloni, M. Signorini, X. Ji, Q. D'Amato, G. Risaliti, R. D. Baldi, A. Fabian, H. Übler, F. D'Eugenio, J. Scholtz, I. Juodžbalis, M. Mignoli, M. Brusa, E. Murphy, T. W. B. Muxlow

Dernière mise à jour: 2024-12-05 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2412.04224

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.04224

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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