クエーサーのペアにおける拡張されたLyα放出の調査
この研究は、ペアのクエーサーを取り巻くガスとその拡張した放出を調べてるんだ。
Eileen Herwig, Fabrizio Arrigoni Battaia, Jay González Lobos, Emanuele P. Farina, Allison W. S. Man, Eduardo Bañados, Guinevere Kauffmann, Zheng Cai, Aura Obreja, J. Xavier Prochaska
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目次
クエーサーは、宇宙のかなり遠くにあるすごく明るい天体だよ。ブラックホールが物質を飲み込んで、膨大なエネルギーを放出してるんだ。クエーサーの周りには、クエーサーの活動に影響を受けるガスから成る円周銀河媒質(CGM)っていう領域がある。この論文は、ペアになったクエーサーの周りでの拡張Lyα(ライマンアルファ)放出の検索について話すよ。特に、物理的に関連している八組のクエーサーに焦点を当ててるんだ。
クエーサーペアの重要性
クエーサーペアは、その周りのガスを研究するのにすごく面白い機会を提供してくれる。二つのクエーサーが近くにあると、ガスを共有したり、単独のクエーサーとは違った方法で環境と相互作用することがあるんだ。これらの領域でのガスの振る舞いを理解することで、銀河の相互作用や宇宙の大きな構造との関係についての洞察が得られるかもしれないよ。
クエーサーペアの観測
この研究では、マルチユニット分光探査機(MUSE)を装備した非常に大きな望遠鏡(VLT)のデータを使用したんだ。MUSEのおかげで、天文学者はクエーサーからの光とその周りのガスを細かく観察できるんだ。目的は、これらのクエーサー周辺のCGMからの拡張Lyα放出を特定することだった。
観測には、特定の明るさレベルと距離を持つ八組のクエーサーが含まれていて、分析はLyα放出領域の光度、サイズ、形状を理解することに焦点を当てているよ。
拡張Lyα放出に関する発見
観測から、調査した14のクエーサーのうち12の周りで拡張Lyα放出が検出されたんだ。放出は平均で約90キロパーセク(kpc)に広がり、平均的な明るさは約2.8エルグs⁻¹だったよ。面白いことに、約45%の星雲がペアのもう一方のクエーサーの方に向かって拡がっていて、二つの間に相互作用があることを示唆しているんだ。
星雲の特徴
拡張した放出はしばしば非対称で、中心点がクエーサーから離れた位置にあったりすることがあったんだ。これは、ガスがクエーサーの強い放出からの重力的影響で導かれたり引っ張られたりしていることを示すかもしれないね。観測では、大きな星雲が二つのクエーサーを結ぶ方向に整列しているのがわかって、ガスと宇宙のウェブ構造のつながりを暗示してるよ。
表面輝度プロファイル
Lyα放出の表面輝度は、クエーサーからの距離ごとに測定されたんだ。プロファイルは、明るさが単独のクエーサーの周りで一般的に観察されるよりもゆっくり減少することを示していたよ。これは、クエーサーペアの周りの条件が、より密なガスが大きな距離にわたって持続するのを可能にしているかもしれないね。
以前の研究との比較
以前の研究はしばしば個別のクエーサーに焦点を当てて、広範なLyα放出を明らかにしてきた。でも、これらのペアの周りで見つかった放出は、多くの場合、以前の単独のクエーサー研究のものより小さかったんだ。これは、ペアのクエーサーの周りの環境が異なることを示しているかもしれないよ。
この研究は、個々の放出は小さくても、宇宙で起こっている相互作用を独特に探ることができることを示唆したんだ。データは、クエーサーの周りの冷たいガスを形成する上での密な環境の役割を強調しているよ。
円周銀河媒質の役割
円周銀河媒質は、銀河の周りでガスがどのように調整されるかを理解するために重要なんだ。星形成やクエーサーの活動に大きな役割を果たしているよ。観測は、特にクエーサーペアにおけるCGM内の相互作用が、もっと複雑なガスのダイナミクスや分布につながるかもしれないことを示唆しているんだ。
星雲の運動学
運動学は、星雲内のガスの動きを指すんだ。研究では、ガスは比較的穏やかな動きを示し、平均速度が約434 km s⁻¹だったんだ。この静かな性質は、よりエネルギーのある環境で時々観察される混沌とした動きとは異なっているよ。
形状と明るさの関係
拡張した放出の形状と明るさも分析されたんだ。研究では、これらの星雲は、単独のクエーサーの周りのものと比べて非対称であることが多いことがわかったよ。これは、二つのクエーサー間の相互作用がガスの分布に影響を与えているかもしれないね。
結論
この研究は、クエーサーペアとその周りのガスについての理解に大きく貢献してるよ。拡張Lyα放出を観察することで、天文学者はクエーサー、彼らのCGM、そして彼らが住むより大きな宇宙構造の間の複雑な関係についての洞察を得ているんだ。これらの現象をさらに探るためには、もっと研究が必要だね。特にガスがどのように共有され、影響を受けるかについて。
今後の方向性
クエーサーペアの将来の観測は、CGMのダイナミクスやクエーサーが周囲に与える影響を明らかにするのに役立つかもしれないよ。この研究の結果は、追加のクエーサーペアを特定し、宇宙のウェブにおける彼らの役割を理解するための基礎となるんだ。
この発見は、クエーサーペアが銀河の進化、宇宙におけるガスの振る舞い、そして宇宙規模での光と物質の微妙な相互作用について新しい洞察を明らかにする可能性を強調しているよ。観測技術の進歩により、科学者たちはこれらの魅力的な領域をさらに探求することに意欲的なんだ。
タイトル: QSO MUSEUM II: Search for extended Ly$\alpha$ emission around eight $z \sim 3$ quasar pairs
概要: Extended Ly$\alpha$ emission is routinely found around single quasars (QSO) across cosmic time. However, few studies have investigated how such emission changes in fields with physically associated QSO pairs, which should reside in dense environments and are predicted to be linked through intergalactic filaments. We present VLT/MUSE snapshot observations (45 min./source) to unveil extended Ly$\alpha$ emission on scales of the circumgalactic medium (CGM) around the largest sample of physically associated QSO pairs to date, encompassing 8 pairs (14 observed QSOs) at $z$~3 with $i$-band magnitude between 18 and 22.75. The pairs are either at close (~50-100 kpc, 5 pairs) or wide (~450-500 kpc, 3 pairs) separation with velocity differences of $\Delta$v < 2000 km s$^{-1}$. We detect extended emission around 12 of the 14 targeted QSOs and investigate the luminosity, size, kinematics and morphology of these Ly$\alpha$ nebulae. On average, they span 90 kpc and are 2.8 $\times 10^{43}$ erg s$^{-1}$ bright. Irrespective of the QSOs' projected distance, the nebulae often (~45 %) extend toward the other QSO in the pair, leading to asymmetric emission whose flux-weighted centroid is at an offset position from any QSO location. We show that large nebulae are preferentially aligned with the large-scale structure as traced by the two QSOs, and conclude that the cool gas (10$^4$ K) in the CGM traces well the direction of cosmic web filaments. Additionally, the radial profile of the Ly$\alpha$ surface brightness around QSO pairs can be described by a power law with a shallower slope (~$-1.6$) with respect to single QSOs (~$-2$), indicative of increased CGM densities out to large radii and/or enhanced contribution from the intergalactic medium (IGM). The sample presented in this study contains excellent targets for ultra-deep observations to directly study filamentary IGM structures in emission.
著者: Eileen Herwig, Fabrizio Arrigoni Battaia, Jay González Lobos, Emanuele P. Farina, Allison W. S. Man, Eduardo Bañados, Guinevere Kauffmann, Zheng Cai, Aura Obreja, J. Xavier Prochaska
最終更新: 2024-11-21 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2408.16826
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2408.16826
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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