Nouvelles perspectives sur NGC 2992 et son comportement de galaxie active
Une étude révèle les flux de gaz et leur impact sur l'évolution des galaxies.
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Table des matières
Cet article parle d'une galaxie fascinante appelée NGC 2992, qui n'est pas trop loin de la Terre. NGC 2992 est une galaxie Seyfert, un type de galaxie active qui émet une lumière brillante à cause d'un trou noir supermassif en son centre. Ce trou noir attire le gaz et la poussière de l'espace environnant, formant un disque tourbillonnant appelé Disque d'accrétion. Quand la matière tombe dans le trou noir, elle émet des rayons X et d'autres radiations.
En 2019, une campagne de suivi a été menée avec des télescopes avancés pour observer NGC 2992, en se concentrant sur comment sa brillance changeait au fil du temps. L'objectif principal était de comprendre le gaz qui se déplace rapidement et qui est expulsé de la galaxie, connu sous le nom de flux ultra-rapides (UFOs). Ces flux sont importants car ils peuvent influencer la croissance de la galaxie et la façon dont elle interagit avec son environnement.
Observations
L'étude a impliqué deux puissants télescopes spatiaux : XMM-Newton et NuSTAR. Ils ont travaillé ensemble pour capturer des données en rayons X de NGC 2992. Les observations ont été faites sur différents intervalles de temps, permettant aux chercheurs de voir comment la lumière de la galaxie variait. Les télescopes ont pu observer les fortes Émissions de rayons X associées au disque d'accrétion et aux UFOs.
La campagne a enregistré NGC 2992 à l'un de ses états les plus brillants. Ces observations ont permis de rechercher des signes d'UFOs dans les motifs lumineux. Les chercheurs ont divisé les données en segments, analysant les variations de la brillance et cherchant des signes clairs d'UFOs.
Résultats
L'analyse a révélé des résultats intéressants. Les chercheurs ont trouvé des signatures d'UFO, montrant que des flux de gaz rapides se produisaient dans la galaxie. Ces flux se déplaçaient à des vitesses incroyables, entre 21% et 45% de la vitesse de la lumière. C'est beaucoup plus rapide comparé à de nombreuses autres galaxies.
Les données indiquaient que les changements de brillance étaient liés à ces flux. Quand les flux étaient forts, la brillance de NGC 2992 augmentait. À l'inverse, quand les flux étaient plus faibles, la galaxie s'assombrissait. Ce schéma suggère une connexion entre le comportement du disque d'accrétion et la vitesse du gaz expulsé de la galaxie.
Les UFOs
Les flux ultra-rapides sont cruciaux pour comprendre comment les galaxies évoluent. Le gaz expulsé pendant ces flux peut transporter beaucoup d'énergie et de momentum, affectant la croissance de la galaxie. Pour NGC 2992, les chercheurs ont estimé que le gaz en sortie avait une masse significative, se déplaçant à des vitesses élevées.
L'étude a estimé un cycle de fonctionnement de 12% pour les flux, ce qui signifie qu'ils étaient actifs et détectables environ 12% du temps pendant les observations. Cela suggère que les UFOs pourraient être une caractéristique courante dans NGC 2992, jouant un rôle dans sa dynamique globale.
Les chercheurs ont également noté que le gaz expulsé venait d'une région relativement petite près du trou noir. Cette proximité soulève des questions intéressantes sur les processus se déroulant dans le disque d'accrétion. L'influence directe du trou noir aide à façonner les flux, et comprendre cette relation est essentiel pour piger comment des galaxies comme NGC 2992 évoluent.
Implications pour l'Évolution des Galaxies
Les résultats sur les UFOs dans NGC 2992 ont plusieurs implications pour notre compréhension de l'évolution des galaxies. Les flux pourraient repousser le gaz loin du trou noir, influençant comment de nouvelles étoiles se forment dans la galaxie et modifiant la distribution de masse globale. Cette interaction pourrait aider à prévenir la croissance excessive du trou noir et contrôler le processus d'alimentation.
De plus, l'étude suggère que les flux rapides ne sont pas réservés aux quasars, qui sont d'autres types de galaxies actives. La présence d'UFOs dans NGC 2992 indique même que des galaxies actives moins lumineuses peuvent montrer des comportements similaires. Cela ouvre de nouvelles avenues pour la recherche alors que les scientifiques explorent la relation entre les trous noirs, les disques d'accrétion et les flux qu'ils produisent.
Conclusion
Les résultats de la campagne de suivi de NGC 2992 fournissent des aperçus précieux sur le comportement des galaxies actives et de leurs trous noirs supermassifs. La détection de flux rapides et massifs illustre comment ces galaxies peuvent évoluer au fil du temps. Comprendre la dynamique des UFOs et leur lien avec le disque d'accrétion est vital pour saisir le tableau plus large de la formation et de l'évolution des galaxies.
D'autres études s'appuieront sur ces résultats, cherchant à mieux comprendre comment les flux façonnent les environnements des galaxies et leur évolution dans le paysage cosmique. Observer davantage de trous noirs en alimentation active à travers différents types de galaxies approfondira notre connaissance des processus qui gouvernent la croissance et le développement des galaxies.
Titre: The lively accretion disc in NGC 2992. III. Tentative evidence of rapid Ultra Fast Outflow variability
Résumé: We report on the 2019 XMM-Newton+NuSTAR monitoring campaign of the Seyfert galaxy NGC 2992, observed at one of its highest flux levels in the X-rays. The time-averaged spectra of the two XMM-Newton orbits show Ultra Fast Outflows (UFOs) absorbing structures above 9 keV with $> 3 \sigma$ significance. A detailed investigation of the temporal evolution on a $\sim$5 ks time scale reveals UFO absorption lines at a confidence level $>$95% (2$\sigma$) in 8 out of 50 XMM-Newton segments, estimated via Monte Carlo simulations. We observe a wind variability corresponding to a length scale of 5 Schwarzschild radii $r_S$. Adopting the novel Wind in the Ionised Nuclear Environment (WINE) model, we estimate the outflowing gas velocity ($v=0.21-0.45 c$), column density ($N_H=4-8\cdot 10^{24} cm^{-2}$) and ionisation state ($\log(\xi_0/erg\ cm\ s^{-1})=3.7-4.7$), taking into account geometrical and special relativity corrections. These parameters lead to instantaneous mass outflow rates $\dot{M}_{out}\simeq0.3-0.8 M_{\odot} yr^{-1}$, with associated outflow momentum rates $\dot{p}_{out}\simeq 20-90 L_{Bol}/c$ and kinetic energy rates $\dot{E}_K \simeq 2-25 L_{Bol}$. We estimate a wind duty cycle $\approx$ 12% and a total mechanical power $\approx$ 2 times the AGN bolometric luminosity, suggesting the wind may drive significant feedback effects between the AGN and the host galaxy. Notably, we also provide an estimate for the wind launching radius and density $\approx 5 r_S, 10^{11} {cm}^{-3}$, respectively.
Auteurs: Alfredo Luminari, Andrea Marinucci, Stefano Bianchi, Barbara de Marco, Chiara Feruglio, Giorgio Matt, Riccardo Middei, Emanuele Nardini, Enrico Piconcelli, Simonetta Puccetti, Francesco Tombesi
Dernière mise à jour: 2023-05-05 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2305.03754
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.03754
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
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