Émissions radio dans les quasars tranquilles : points clés
Cette étude explore les émissions radio et leurs liens avec les propriétés des quasars.
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Table des matières
- But de l'étude
- Le rôle de la distance
- Couleurs optiques et leur impact
- Quasars à Lignes d'Absorption Large
- Différents mécanismes d'émission dans les quasars radio-calmes
- La connexion entre couleur optique et émission radio
- Enquête sur les différentes populations de quasars
- Mesurer les propriétés radio
- L'importance de la couleur et de l'évolution des quasars
- Le rôle du temps dans l'émission radio
- L'avenir des études sur les quasars
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Les quasars, ou objets quasi-stellaires, sont parmi les objets les plus brillants qu’on peut voir dans l'univers. Ce sont un type de galaxie active avec un trou noir supermassif au centre qui aspire de la matière. Quand cette matière tombe dans le trou noir, elle chauffe et émet une énorme quantité de lumière, rendant les quasars super brillants, surtout dans les longueurs d’onde optiques. Les chercheurs sont très intéressés par l’impact de ces objets brillants sur leurs galaxies hôtes et l'univers en général.
Malgré leur éclat, beaucoup d'aspects des quasars restent flous, surtout en ce qui concerne leurs émissions radio. Les émissions radio sont des signaux qui proviennent des quasars dans la partie radio du spectre électromagnétique. Comprendre les sources de ces émissions radio peut aider les astronomes à en apprendre plus sur les propriétés et le comportement des quasars.
But de l'étude
Cette étude se concentre sur la compréhension des émissions radio chez les quasars relativement calmes, ce qui veut dire qu'ils n'ont pas les mêmes niveaux d'émissions radio que d'autres types de quasars, appelés quasars radio-bruyants. On explore trois facteurs principaux qui pourraient influencer les émissions radio de ces quasars radio-calmes :
- Couleur Optique : La couleur d'un quasar en lumière optique, qui peut être affectée par la poussière et d'autres matériaux.
- Distance : La distance du quasar par rapport à la Terre, qui pourrait servir d'indicateur de la quantité de matière tombant dans le trou noir.
- Quasars à Lignes d'Absorption Large (BALQSOs) : Une classe de quasars qui montrent des caractéristiques spécifiques dans leurs spectres, indiquant des flux de matière.
En étudiant ces facteurs ensemble, on espère mieux comprendre leur lien avec les émissions radio de ces quasars plus calmes.
Le rôle de la distance
La distance est un facteur important dans de nombreuses études astronomiques. Dans cette recherche, on considère comment la distance d'un quasar est liée à ses propriétés et comportements. On remarque que la fraction de détection radio - la proportion de quasars émettant des signaux radio détectables - change avec la distance.
À des Distances plus courtes, moins de quasars montrent des émissions radio. En regardant les populations de quasars plus éloignées, on voit que les fractions de détection radio commencent à augmenter à nouveau, ce qui suggère que la distance pourrait influencer la quantité d'Émission Radio qu'on peut observer.
Couleurs optiques et leur impact
Les couleurs optiques des quasars sont liées à leur éclat dans la lumière optique. La couleur est souvent connectée à la présence de poussière. Les quasars qui apparaissent plus rouges pourraient avoir plus de poussière qui obscurcit notre vue de leur lumière. Notre étude révèle que la couleur du quasar est associée à sa fraction de détection radio. Les quasars les plus rouges tendent à montrer des luminosités radio plus élevées par rapport aux plus bleus lorsqu'ils sont détectés en radio.
Cela suggère que la couleur, influencée par la poussière et d'autres facteurs, joue un rôle dans la capacité des quasars à émettre des ondes radio.
Quasars à Lignes d'Absorption Large
Une autre classe intrigante de quasars est celle des Quasars à Lignes d'Absorption Large (BALQSOs). Ces quasars affichent des caractéristiques d'absorption large dans leurs spectres de lumière, indiquant la présence de matière qui s'échappe. Fait intéressant, les BALQSOs ont plus de chances d'être détectés dans le spectre radio par rapport à leurs homologues non-BAL.
Cela soulève des questions sur le lien entre ces flux et les émissions radio. En explorant cette relation, on espère découvrir davantage sur comment ces phénomènes fonctionnent ensemble dans le contexte des quasars.
Différents mécanismes d'émission dans les quasars radio-calmes
Les émissions radio dans les quasars peuvent provenir de plusieurs processus différents. Dans les quasars radio-calmes, il peut être particulièrement difficile de déterminer la source de cette émission. Certaines sources possibles incluent :
- Formation d’Étoiles : Les zones à l'intérieur ou autour du quasar où de nouvelles étoiles se forment peuvent également produire des émissions radio.
- Jets : Certains quasars, peu importe leur classification comme radio calmes, peuvent encore avoir des jets qui produisent des signaux radio.
- Vent de Disque : Les flux ou vents générés par le disque d'accrétion entourant le trou noir peuvent également mener à des émissions radio.
Comprendre lequel de ces processus contribue aux émissions radio dans les quasars radio-calmes peut aider à clarifier leur comportement et propriétés globales.
La connexion entre couleur optique et émission radio
On a trouvé que la couleur optique est fortement liée à la détection radio. À mesure que les quasars deviennent plus rouges, leurs chances d'être détectés dans des observations radio augmentent aussi. Cette connexion semble être cohérente à travers différentes populations de quasars. Cela suggère que les facteurs influençant la couleur, probablement liés à la présence de poussière, affectent également leurs émissions radio.
Enquête sur les différentes populations de quasars
Dans notre étude, on catégorise les quasars en différentes populations selon leurs propriétés :
- Quasars Bleus : Quasars avec des couleurs optiques plus bleues.
- Quasars Rouges : Quasars qui sont plus rouges à cause de la poussière ou d'autres facteurs.
- Quasars Rouges en Excès : Un sous-ensemble de quasars rouges qui montrent un effet de rougeur encore plus fort.
Chacune de ces populations peut montrer des niveaux d'émissions radio variés, et notre recherche met en évidence comment la couleur joue un rôle influent.
Mesurer les propriétés radio
Quand on regarde les propriétés radio des quasars, on se concentre sur la fraction de détection et la luminosité de ces émissions. La fraction globale de détection radio pour les quasars a tendance à augmenter à mesure qu'on examine différents groupes basés sur leurs couleurs, avec les quasars rouges en excès montrant l'augmentation la plus significative.
De plus, la luminosité radio - la quantité d'énergie radio émise - reste relativement constante à travers différentes distances. Cependant, à mesure que les quasars s'éloignent, leur luminosité optique a tendance à augmenter, ce qui mène à une diminution de la "bruitie" radio.
L'importance de la couleur et de l'évolution des quasars
Nos résultats indiquent que la couleur influence significativement le comportement des quasars, surtout en ce qui concerne les émissions radio. Les quasars rouges, les BALQSOs, et d'autres populations partagent un lien entre leur couleur et la probabilité de produire des émissions radio. Cela peut servir de marqueur pour comprendre leurs stades évolutifs.
Ces observations suggèrent un chemin évolutif potentiel pour les quasars passant par différentes étapes selon leur contenu en poussière et leurs caractéristiques d'accrétion.
Le rôle du temps dans l'émission radio
Un aspect important de cette recherche est de comprendre comment le temps affecte les émissions radio. Les processus générant des émissions radio nécessitent souvent du temps pour atteindre des niveaux détectables. Par exemple, les émissions de synchrotron provenant des jets peuvent prendre des années pour se stabiliser en signaux détectables.
De même, la durée de vie des vents BAL et leur impact sur les émissions radio présentent une situation complexe. Si le vent est de courte durée, il pourrait ne pas bien chevaucher l'échelle de temps requise pour que les émissions radio atteignent leur pic.
L'avenir des études sur les quasars
Cette étude met en lumière de nombreux aspects intrigants des quasars et de leur relation avec les émissions radio. Pour approfondir notre compréhension, des études plus poussées sur les propriétés de ces populations seront nécessaires.
Pour cela, les chercheurs auront besoin d'un plus grand nombre de quasars avec des données d'observation détaillées à travers une gamme de propriétés. Cela fournira des insights sur la nature des émissions des quasars, comment elles se rapportent à l'activité des trous noirs, et leurs interactions avec les matériaux environnants.
De plus, un travail théorique plus important est nécessaire pour modéliser avec précision les comportements des quasars, particulièrement en ce qui concerne leurs environnements dynamiques et le rôle de divers mécanismes d'émission. Comprendre les échelles de temps impliquées sera crucial pour saisir comment ces systèmes évoluent au fil du temps.
Conclusion
L'exploration des émissions radio dans les quasars radio-calmes révèle des connexions complexes entre plusieurs facteurs, tels que la couleur optique, la distance, et la présence de flux. En se concentrant sur ces propriétés, les chercheurs peuvent acquérir des connaissances sur les processus sous-jacents qui régissent l'activité des quasars et leur évolution.
À mesure que la science progresse, des investigations plus approfondies sur la population diversifiée de quasars nous permettront de rassembler les complexités de ces objets vibrants et leurs rôles dans l'univers. Le chemin pour comprendre complètement les quasars est en cours, avec encore de nombreuses découvertes à venir.
Titre: How does the radio enhancement of broad absorption line quasars relate to colour and accretion rate?
Résumé: The origin of radio emission in different populations of radio-quiet quasars is relatively unknown, but recent work has uncovered various drivers of increased radio-detection fraction. In this work, we pull together three known factors: optical colour ($g-i$), \CIV Distance (a proxy for $L/L_{Edd}$) and whether or not the quasar contains broad absorption lines (BALQSOs) which signify an outflow. We use SDSS DR14 spectra along with the LOFAR Two Metre Sky Survey Data Release 2 and find that each of these properties have an independent effect. BALQSOs are marginally more likely to be radio-detected than non-BALQSOs at similar colours and $L/L_{Edd}$, moderate reddening significantly increases the radio-detection fraction and the radio-detection increases with $L/L_{Edd}$ above a threshold for all populations. We test a widely used simple model for radio wind shock emission and calculate energetic efficiencies that would be required to reproduce the observed radio properties. We discuss interpretations of these results concerning radio-quiet quasars more generally. We suggest that radio emission in BALQSOs is connected to a different physical origin than the general quasar population since they show different radio properties independent of colour and \CIV distance.
Auteurs: J. W. Petley, L. K. Morabito, A. L. Rankine, G. T. Richards, N. L. Thomas, D. M. Alexander, V. A. Fawcett, G. Calistro Rivera, I. Prandoni, P. N. Best, S. Kolwa
Dernière mise à jour: 2024-02-28 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2402.18623
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.18623
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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