A Influência Dinâmica do AGN em NGC 5506
Explorando o impacto do núcleo galáctico ativo na evolução das galáxias.
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Índice
Núcleos Galácticos Ativos (AGN) são áreas nas galáxias que mostram um brilho extremo por causa da presença de buracos negros supermassivos em seus centros. Esses buracos negros puxam material, criando um disco de acreção que emite enormes quantidades de energia em diferentes comprimentos de onda. Essa energia pode afetar significativamente o gás e as estrelas ao redor, influenciando como as galáxias evoluem ao longo do tempo. Este estudo foca na galáxia Seyfert NGC 5506, que está localizada a cerca de 26 milhões de anos-luz da Terra.
Visão Geral da NGC 5506
A NGC 5506 é classificada como uma galáxia Seyfert Tipo 1, o que significa que tem linhas de emissão brilhantes e largas em seu espectro. Esse brilho se deve ao núcleo ativo, que contribui com uma grande parte da luz total da galáxia. A galáxia é especialmente interessante por causa de suas características únicas, incluindo uma alta concentração de gás molecular e uma notável deficiência de gás em sua região central. Isso pode indicar que o Feedback do AGN está influenciando suas características.
Observações e Métodos
Para estudar a NGC 5506, os pesquisadores usaram dois tipos principais de observações: observações ópticas com um espectrógrafo e observações de rádio com um grande conjunto de telescópios. As observações ópticas foram realizadas usando o instrumento GTC/MEGARA, que captura luz em várias cores para analisar diferentes emissões de gás. As observações de rádio foram feitas utilizando o ALMA, que foca no gás dentro da galáxia que emite na faixa de comprimento de onda milimétrico.
Os pesquisadores analisaram linhas de emissão de diferentes espécies de gás. Isso ajuda a separar os movimentos do gás causados pela rotação daqueles causados por fluxos impulsionados pelo AGN. O estudo também utilizou técnicas de modelagem avançadas para representar os dados observados com precisão.
Resultados das Observações de CO
As observações de monóxido de carbono (CO) revelaram um disco rotativo de gás molecular frio. Esse disco é essencial para a formação de estrelas e tem um movimento angular definido. Dentro desse disco, os pesquisadores também encontraram sinais de fluxos, que são correntes de gás sendo empurradas para longe do núcleo, possivelmente devido à energia liberada pelo AGN.
A análise mostrou que o gás tem uma taxa de perda de massa, indicando quanto gás é expelido ao longo do tempo. Esse fluxo pode impactar a população estelar ao redor e contribuir para a dinâmica geral da galáxia.
Resultados das Observações Ópticas
No espectro óptico, os pesquisadores focaram principalmente na linha de emissão [OIII], que geralmente está associada a gás ionizado. Ao examinar as velocidades desse gás, eles observaram não apenas os padrões normais de rotação, mas também fluxos se movendo em altas velocidades. As velocidades dos fluxos alcançaram níveis impressionantes, sugerindo que o AGN influencia significativamente seu ambiente.
Os dados ópticos revelaram cinemáticas complexas. Regiões de alta velocidade corresponderam a áreas onde o gás ionizado interage com o gás molecular ao redor. As descobertas indicaram uma conexão entre o fluxo ionizado e o disco de gás molecular, sugerindo que o processo de feedback do AGN está ativo.
Processo de Feedback do AGN
O feedback do AGN pode ser explicado da seguinte forma: à medida que o buraco negro supermassivo puxa material, ele libera energia na forma de radiação. Essa radiação pode aquecer o gás próximo, fazendo com que ele se torne ionizado. O gás aquecido pode então ser expelido para fora, criando um fluxo. Esse processo pode regular a quantidade de gás disponível para a formação de estrelas dentro da galáxia.
Na NGC 5506, os pesquisadores descobriram que o feedback parece se manifestar como um vento de gás ionizado interagindo com o disco molecular ao redor. Essa interação sugere que o AGN não está apenas influenciando seus arredores imediatos, mas também pode ter um papel no ambiente mais amplo da galáxia.
Dinâmica do Gás Molecular
O estudo da dinâmica do gás molecular é crucial para entender como as galáxias evoluem. Na NGC 5506, o gás molecular forma um disco, mas o feedback do AGN tem implicações para os movimentos dentro desse disco. Os fluxos observados afetam a cinemática do gás, causando mudanças em como ele gira.
Os pesquisadores descobriram que dentro de certas distâncias do AGN, o gás flui para dentro, indicando um potencial para o AGN consumir algum material. Em distâncias maiores, no entanto, os fluxos se tornam mais pronunciados, refletindo a poderosa influência do AGN.
Dinâmica do Gás Ionizado
A análise do gás ionizado revelou características cinemáticas distintas que complementam as descobertas do gás molecular. Os pesquisadores notaram uma rotação mais lenta para o gás ionizado em comparação com o gás molecular. Essa diferença pode surgir de vários fatores, como interações com o fluxo e as propriedades intrínsecas do próprio gás.
Usando técnicas de ajuste gaussiano, os pesquisadores separaram componentes das linhas de emissão para entender melhor rotação e fluxos. Esse método revelou não apenas a velocidade do gás, mas também como essas dinâmicas mudam espacialmente em diferentes partes da galáxia.
Comparação entre Fases Molecular e Ionizada
Um aspecto chave deste estudo foi a comparação entre as fases de gás molecular e ionizado. Os pesquisadores mapearam essas duas fases e encontraram regiões onde elas se correlacionam espacialmente. Isso sugere que o feedback do AGN afeta tanto os componentes moleculares quanto os ionizados, demonstrando uma interação complexa entre eles.
Nas proximidades do AGN, foram notadas dispersões de velocidade altas nas emissões de CO, indicando que os ventos em fluxo perturbam o gás molecular ao redor. Por outro lado, a região mais distante mostrou perfis de velocidade mais estáveis, o que poderia refletir movimentos do gás mais ordenados.
Trabalho Futuro
As percepções obtidas a partir deste estudo são fundamentais para entender o processo de feedback do AGN em detalhes. Observações futuras com instrumentos de maior resolução devem fornecer uma imagem ainda mais clara das interações que ocorrem perto do AGN.
A pesquisa contínua tem como objetivo desvendar como os processos de feedback influenciam a formação de estrelas e a estrutura geral de galáxias como a NGC 5506. A integração de observações mult comprimento de onda irá aprimorar nossa compreensão e, potencialmente, revelar novos fenômenos associados à atividade do AGN.
Conclusão
O estudo da NGC 5506 oferece insights significativos sobre como o feedback do AGN molda galáxias. Através de observações cuidadosas e análise, demonstra as interações complexas entre fluxos de gás e a influência de buracos negros supermassivos. À medida que a pesquisa avança, esperamos desenvolver uma compreensão mais profunda dos mecanismos em ação na evolução das galáxias, destacando o intrincado equilíbrio entre formação e destruição no cosmos.
Título: AGN feedback in the Local Universe: multiphase outflow of the Seyfert galaxy NGC 5506
Resumo: We present new optical GTC/MEGARA seeing-limited (0.9") integral-field observations of NGC 5506, together with ALMA observations of the CO(3-2) transition at a 0.2" (25 pc) resolution. NGC 5506 is a luminous (bolometric luminosity of $\sim 10^{44}$ erg/s) nearby (26 Mpc) Seyfert galaxy, part of the Galaxy Activity, Torus, and Outflow Survey (GATOS). We modelled the CO(3-2) kinematics with 3D-Barolo, revealing a rotating and outflowing cold gas ring within the central 1.2 kpc. We derived an integrated cold molecular gas mass outflow rate for the ring of 8 M$_{\odot}$/yr. We fitted the optical emission lines with a maximum of two Gaussian components to separate rotation from non-circular motions. We detected high [OIII]$\lambda$5007 projected velocities (up to 1000 km/s) at the active galactic nucleus (AGN) position, decreasing with radius to an average 330 km/s around 350 pc. We also modelled the [OIII] gas kinematics with a non-parametric method, estimating the ionisation parameter and electron density in every spaxel, from which we derived an ionised mass outflow rate of 0.076 M$_{\odot}$/yr within the central 1.2 kpc. Regions of high CO(3-2) velocity dispersion, extending to projected distances of 350 pc from the AGN, appear to be the result from the interaction of the AGN wind with molecular gas in the galaxy's disc. Additionally, we find the ionised outflow to spatially correlate with radio and soft X-ray emission in the central kiloparsec. We conclude that the effects of AGN feedback in NGC 5506 manifest as a large-scale ionised wind interacting with the molecular disc, resulting in outflows extending to radial distances of 610 pc
Autores: Federico Esposito, Almudena Alonso-Herrero, Santiago García-Burillo, Viviana Casasola, Françoise Combes, Daniele Dallacasa, Richard Davies, Ismael García-Bernete, Begoña García-Lorenzo, Laura Hermosa Muñoz, Luis Peralta de Arriba, Miguel Pereira-Santaella, Francesca Pozzi, Cristina Ramos Almeida, Thomas Taro Shimizu, Livia Vallini, Enrica Bellocchi, Omaira González-Martín, Erin K. S. Hicks, Sebastian Hönig, Alvaro Labiano, Nancy A. Levenson, Claudio Ricci, David J. Rosario
Última atualização: 2024-03-06 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2403.03981
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.03981
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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