Nouveaux aperçus sur les noyaux galactiques actifs
Des recherches révèlent des détails sur la relation taille-luminosité dans les AGNs.
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Table des matières
Les Noyaux Galactiques Actifs (AGN) sont des zones dans les galaxies qui émettent une énorme quantité d'énergie. Cette énergie provient de la matière qui tombe dans un trou noir supermassif (SMBH) au centre de la galaxie. Comprendre les AGN aide les chercheurs à en apprendre plus sur la formation et l'évolution des galaxies. Une façon d'étudier les AGN est à travers la relation taille-Luminosité, qui examine la relation entre la taille de la zone autour du trou noir où des raies d'émission larges sont produites et la luminosité de l'AGN.
Le Contexte Plus Large
Les AGN existent sous différentes formes, et la région de raies larges (BLR) est essentielle pour déterminer la masse du trou noir. La BLR est composée de nuages de gaz qui émettent des types de lumière spécifiques parce qu'ils sont chauffés par le rayonnement du trou noir. En mesurant la taille de cette région et comment elle se rapporte à la brillance de l'AGN, les scientifiques peuvent obtenir des informations sur la masse du trou noir.
Méthodes d'Observation
En utilisant des instruments avancés comme l'instrument GRAVITY situé au Très Grand Télescope Interféromètre (VLTI), les chercheurs peuvent mesurer la taille de la BLR. L’interférométrie leur permet de combiner la lumière de différents télescopes pour obtenir une résolution plus élevée, rendant possible l'observation de détails qui étaient auparavant trop petits à voir. Cette étude s'est concentrée sur quatre AGN de type 1 : Mrk 509, PDS 456, Mrk 1239 et IC 4329A.
Résultats Clés
Structure et Dynamique de la Région de Raies Larges
De nouvelles observations ont montré que la BLR a une structure complexe. Pour Mrk 509 et PDS 456, la BLR semble être influencée par de forts flux sortants, ce qui signifie que le gaz s'éloigne du trou noir au lieu de simplement orbiter autour de lui. En revanche, les deux autres cibles affichent un mouvement plus stable, typique d'un disque en rotation.
Relation Taille-Luminosité
La relation entre la taille de la BLR et la luminosité de l'AGN n'est pas simple. Des études précédentes s'appuyaient sur la cartographie de réverbération, qui prend plus de temps pour rassembler les données. Cette étude présente une nouvelle relation radius-luminosité mise à jour qui intègre les données des observations GRAVITY. Elle montre que la taille de la BLR ne correspond pas toujours aux attentes précédentes, surtout dans les AGN de haute luminosité.
Calculs de Masse du BH
Les estimations de la masse du trou noir pour les cibles observées étaient généralement cohérentes avec celles dérivées d'autres méthodes. Les méthodes indépendantes du modèle utilisées dans cette étude se sont avérées efficaces pour mesurer les photocentres de la BLR, permettant des calculs fiables des masses des trous noirs.
Décalages entre Photocentres
Un résultat intéressant de l'étude était la découverte de décalages entre le continuum de poussière chaude et les photocentres de la BLR. Ces décalages pourraient être liés à la luminosité de l'AGN et pourraient être dus à une émission asymétrique de la poussière entourant le trou noir.
Importance de Comprendre les AGN
Comprendre les AGN et leurs composants, surtout la BLR, peut éclairer une gamme de processus astrophysiques. Les résultats de cette étude fournissent un cadre mis à jour pour étudier les masses des trous noirs et la dynamique du gaz autour d'eux. C'est crucial pour améliorer notre connaissance de l'évolution des galaxies et le rôle Des trous noirs supermassifs dans l'univers.
Résumé des Résultats
Cette recherche enrichit le corpus de travail axé sur les AGN en fournissant de nouvelles perspectives sur les propriétés de la BLR et sa relation avec les masses des trous noirs. Les méthodes utilisées ici renforcent notre capacité à mesurer ces propriétés plus précisément et fournissent une base pour de futures observations. Les résultats soulignent la nécessité de continuer l'exploration des AGN et de leur impact sur l'évolution cosmique.
Conclusion
L'étude des AGN, en particulier à travers le prisme des observations interférométriques, nous permet de percer les mystères des trous noirs et de leurs régions environnantes. Avec notre compréhension améliorée de la relation taille-luminosité et de la dynamique de la BLR, nous pouvons progresser dans la compréhension du rôle significatif que ces phénomènes cosmiques jouent dans la formation de l'univers. De futures recherches mèneront sans doute à encore plus de découvertes dans le domaine de l'astrophysique, approfondissant notre compréhension du cosmos.
Titre: The size-luminosity relation of local active galactic nuclei from interferometric observations of the broad-line region
Résumé: By using the GRAVITY instrument with the near-infrared (NIR) Very Large Telescope Interferometer (VLTI), the structure of the broad (emission-)line region (BLR) in active galactic nuclei (AGNs) can be spatially resolved, allowing the central black hole (BH) mass to be determined. This work reports new NIR VLTI/GRAVITY interferometric spectra for four type 1 AGNs (Mrk 509, PDS 456, Mrk 1239, and IC 4329A) with resolved broad-line emission. Dynamical modelling of interferometric data constrains the BLR radius and central BH mass measurements for our targets and reveals outflow-dominated BLRs for Mrk 509 and PDS 456. We present an updated radius-luminosity (R-L) relation independent of that derived with reverberation mapping (RM) measurements using all the GRAVITY-observed AGNs. We find our R-L relation to be largely consistent with that derived from RM measurements except at high luminosity, where BLR radii seem to be smaller than predicted. This is consistent with RM-based claims that high Eddington ratio AGNs show consistently smaller BLR sizes. The BH masses of our targets are also consistent with the standard $M_\mathrm{BH}$-$\sigma_*$ relation. Model-independent photocentre fitting shows spatial offsets between the hot dust continuum and the BLR photocentres (ranging from $\sim$17 $\mu$as to 140 $\mu$as) that are generally perpendicular to the alignment of the red- and blueshifted BLR photocentres. These offsets are found to be related to the AGN luminosity and could be caused by asymmetric K-band emission of the hot dust, shifting the dust photocentre. We discuss various possible scenarios that can explain this phenomenon.
Auteurs: GRAVITY Collaboration, A. Amorim, G. Bourdarot, W. Brandner, Y. Cao, Y. Clénet, R. Davies, P. T. de Zeeuw, J. Dexter, A. Drescher, A. Eckart, F. Eisenhauer, M. Fabricius, H. Feuchtgruber, N. M. Förster Schreiber, P. J. V. Garcia, R. Genzel, S. Gillessen, D. Gratadour, S. Hönig, M. Kishimoto, S. Lacour, D. Lutz, F. Millour, H. Netzer, T. Ott, T. Paumard, K. Perraut, G. Perrin, B. M. Peterson, P. O. Petrucci, O. Pfuhl, M. A. Prieto, S. Rabien, D. Rouan, D. J. D. Santos, J. Shangguan, T. Shimizu, A. Sternberg, C. Straubmeier, E. Sturm, L. J. Tacconi, K. R. W. Tristram, F. Widmann, J. Woillez
Dernière mise à jour: 2024-01-15 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2401.07676
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2401.07676
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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