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Nouvelles infos sur la galaxie TNJ1338-1942

Des découvertes récentes sur TNJ1338 montrent des puissants flux de gaz liés à son quasar.

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Des observations récentes avec le télescope spatial James Webb (JWST) ont mis en lumière une galaxie lointaine connue sous le nom de TNJ1338-1942. Cette galaxie est remarquable parce qu'elle abrite un Quasar, qui est une source d'énergie lointaine et puissante, supposée être alimentée par un trou noir supermassif. Ce qui rend TNJ1338 particulièrement intéressant, c'est le puissant flux de gaz détecté autour d'elle, entraîné par des Jets radio provenant du quasar.

C'est quoi les jets radio ?

Les jets radio sont des flux de particules chargées émis des régions autour des trous noirs supermassifs. Ils voyagent à presque la vitesse de la lumière et peuvent s'étendre sur des milliers d'années-lumière. Ces jets sont censés jouer un rôle important dans l'évolution de leurs galaxies hôtes en interagissant avec le gaz et la poussière environnants.

Observations et découvertes

En utilisant le spectrographe infrarouge proche (NIRSpec) sur le JWST, les astronomes ont pu étudier le gaz situé loin du centre de la galaxie. Ils ont découvert que ce gaz se déplaçait à des vitesses incroyables, dépassant 900 kilomètres par seconde. Le flux de gaz a été retracé jusqu'au quasar, qui est responsable de l'émission de radiations qui ionisent le gaz, le rendant visible dans les observations.

Les chercheurs ont mesuré le flux sur une grande surface, s'étendant sur environ 15 kiloparsecs, soit environ 49 000 années-lumière. Ils ont constaté que le gaz présentait des profils de ligne larges, suggérant un mouvement chaotique, et qu'il était étroitement associé au jet radio nord. Cet alignement suggérait une forte interaction entre les jets et le gaz environnant, résultant dans le flux observé.

Le rôle du quasar

Le quasar central est considéré comme une source principale d'énergie qui ionise le gaz entourant TNJ1338. Cependant, ce sont les puissants jets radio qui entraînent le flux de gaz, l'accélérant à des vitesses significatives. L'interaction avec le gaz dense le long du chemin du jet entraîne probablement des chocs, créant un "cocon" de gaz qui s'étend vers l'extérieur.

Mesurer le flux

Pour mieux comprendre les caractéristiques du flux, les scientifiques ont mesuré diverses propriétés, y compris la masse du gaz qui s'échappe, le taux auquel il est expulsé, et son énergie cinétique. Ils ont trouvé un taux de flux de masse d'environ 497 masses solaires par an, ce qui est considérable. Cela signifie que TNJ1338 expulse une quantité non négligeable de gaz dans l'univers.

Bien que puissant, l'énergie du flux n'est qu'une petite fraction par rapport à l'énergie injectée par les jets radio. Cette inefficacité indique qu'une grande partie de l'énergie des jets finit sous des formes qui ne sont pas facilement observables, comme un gaz chaud émettant des rayons X.

Comprendre l'Évolution des galaxies

Cette étude de TNJ1338 est importante car elle fournit des aperçus sur la façon dont les galaxies évoluent au fil du temps. Les trous noirs supermassifs au centre des galaxies peuvent réguler la formation d'étoiles en chauffant ou en expulsant du gaz. Sans de tels mécanismes de rétroaction, les galaxies produiraient trop d'étoiles trop rapidement, menant à une population de galaxies différente de celle que nous observons aujourd'hui.

Les astronomes ont proposé deux principales façons dont les trous noirs supermassifs peuvent influencer leurs galaxies hôtes. La première est par les radiations du quasar, qui peuvent chauffer ou expulser du gaz. La seconde est par l'énergie cinétique transportée par les jets radio, qui peuvent aussi pousser le gaz vers l'extérieur.

Comparaison avec d'autres observations

Les chercheurs ont comparé leurs découvertes avec d'autres galaxies à décalage vers le rouge élevé pour comprendre comment TNJ1338 s'inscrit dans le tableau plus large de l'évolution des galaxies. Ils ont observé que d'autres galaxies montraient également des signes de flux, mais ont souligné que TNJ1338 présentait certains des signaux les plus forts de gaz en mouvement rapide lié à un quasar.

Directions de recherche futures

Les résultats de TNJ1338 soulèvent plusieurs questions qui méritent une enquête plus approfondie. Les futures études pourraient se concentrer sur la compréhension de la façon dont l'énergie des jets interagit avec le gaz et comment cette interaction affecte la capacité de la galaxie à former de nouvelles étoiles.

De plus, les chercheurs espèrent explorer d'autres galaxies lointaines en utilisant le JWST et d'autres télescopes pour rassembler plus de données. En comprenant la dynamique des flux dans diverses galaxies, ils peuvent créer de meilleurs modèles sur la façon dont les galaxies évoluent et interagissent avec leur environnement.

Conclusion

Les observations de TNJ1338 représentent une avancée significative dans la recherche sur l'évolution des galaxies. La capacité à mesurer des flux de gaz en mouvement rapide et à comprendre leur lien avec les trous noirs supermassifs aidera les astronomes à assembler les processus complexes qui façonnent l'univers. À mesure que les télescopes continuent d'évoluer, les mystères des galaxies lointaines deviendront plus clairs, offrant des aperçus sur le passé lointain de notre univers.

Source originale

Titre: JWST Reveals Powerful Feedback from Radio Jets in a Massive Galaxy at z = 4.1

Résumé: We report observations of a powerful ionized gas outflow in a z = 4.1 luminous ($ L_{1.4GHz} \sim 10^{28.3} \ W \ Hz^{-1}$) radio galaxy TNJ1338-1942 hosting an obscured quasar using the Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) on board JWST. We spatially resolve a large-scale (~15 kpc) outflow and measure resolved outflow rates. The outflowing gas shows velocities exceeding 900 $ km \ s^{-1}$ and broad line profiles with line widths exceeding 1200 $ km \ s^{-1}$ located at ~10 kpc projected distance from the central nucleus. The outflowing nebula spatially overlaps with the brightest radio lobe, indicating that the powerful radio jets are responsible for the extraordinary kinematics exhibited by the ionized gas. The ionized gas is possibly ionized by the central obscured quasar with a contribution from shocks. The spatially resolved mass outflow rate shows that the region with the broadest line profiles exhibits the strongest outflow rates, with an integrated mass outflow rate of ~500 $ M_{\odot} \ yr^{-1}$. Our hypothesis is that an over-pressured shocked jet fluid expands laterally to create an expanding ellipsoidal "cocoon" that causes the surrounding gas to accelerate outwards. The total kinetic energy injected by the radio jet is about 3 orders of magnitude larger than the total kinetic energy measured in the outflowing ionized gas. This implies that kinetic energy must be transferred inefficiently from the jets to the gas. The bulk of the deposited energy possibly lies in the form of hot (~$ 10^7$ K) X-ray-emitting gas.

Auteurs: Namrata Roy, Timothy Heckman, Roderik Overzier, Aayush Saxena, Kenneth Duncan, George Miley, Montserrat Villar Martín, Krisztina Éva Gabányi, Catarina Aydar, Sarah E. I. Bosman, Huub Rottgering, Laura Pentericci, Masafusa Onoue, Victoria Reynaldi

Dernière mise à jour: 2024-01-21 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2401.11612

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2401.11612

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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