Entendendo a Natureza Única das Galáxias de Rádio FR0
FR0s oferecem ideias sobre o comportamento das galáxias e buracos negros supermassivos.
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Índice
Galáxias de rádio são um tipo de galáxia que emite ondas de rádio poderosas. Dentre elas, existem tipos específicos chamados FR0s, que são menores e têm características diferentes em comparação com suas contrapartes maiores, as galáxias de rádio FRI. O estudo dos FR0s ajuda a entender como as galáxias se comportam, principalmente aquelas que estão ativas e têm Buracos Negros Supermassivos em seus centros.
Características dos FR0s
As fontes FR0 são compactas e geralmente encontradas em galáxias grandes e massivas. Elas possuem buracos negros supermassivos que podem pesar milhões ou até bilhões de vezes mais que o nosso sol. Essas galáxias, em geral, não mostram grandes emissões de rádio como as galáxias FRI. Em vez disso, elas têm sinais de rádio fortes vindo de seus núcleos, tornando as emissões mais focadas.
Diferente das galáxias FRI, que têm grandes lóbulos de rádio se estendendo longe no espaço, as galáxias FR0 não têm essas grandes características. Isso sugere que os Jatos, que são correntes de partículas carregadas ejetadas do buraco negro, não crescem ou se tornam tão poderosos quanto nas fontes maiores.
A Estrutura dos Jatos
Os jatos nas galáxias FR0 são de particular interesse. Cientistas descobriram que esses jatos podem ter velocidades diferentes. Nas galáxias FRI, os jatos começam a se mover muito rapidamente, mas desaceleram à medida que se expandem no espaço. Os pesquisadores estão tentando descobrir se os jatos FR0 se comportam da mesma forma ou se permanecem mais lentos, o que poderia explicar por que não crescem muito.
Para investigar isso, os cientistas realizaram observações de 18 galáxias FR0 diferentes usando telescópios de rádio avançados. Eles estudaram os detalhes desses jatos, procurando por padrões em sua estrutura e velocidade.
Observações e Descobertas
Através dessas observações, os pesquisadores conseguiram detectar jatos na maioria das galáxias FR0 que estudaram. No entanto, algumas fontes pareceram não resolvidas, o que significa que não conseguiram capturar imagens claras dos jatos. Os jatos que foram encontrados mostraram uma variedade de estruturas. Alguns estavam simetricamente posicionados ao redor do centro, enquanto outros eram de um lado só.
A equipe também analisou a razão de brilho entre o jato e seu correspondente. Essa análise revelou que os jatos nos FR0s provavelmente estão se movendo a velocidades mais lentas em comparação com os jatos FRI. Especificamente, os jatos nos FR0s podem ter velocidades em torno da metade da velocidade da luz ou menos.
Semelhanças e Diferenças com Fontes FRI
Tanto os FR0s quanto os FRI compartilham algumas semelhanças em suas propriedades nucleares e no tipo de galáxias em que são encontrados, mas eles diferem significativamente em como emitem ondas de rádio. Enquanto as galáxias FRI possuem estruturas de rádio extensas, os FR0s são muito mais limitados nesse aspecto.
Além disso, os FR0s foram encontrados mais focados em suas emissões. A maioria das fontes FR0 observadas mostraram pouca extensão nas emissões de rádio, afirmando sua natureza compacta.
A Importância das Observações de Rádio
As informações reunidas a partir das observações de rádio são cruciais para entender o comportamento das galáxias FR0. A imagem de rádio em alta resolução permite que os cientistas identifiquem estruturas de jatos e sua interação com o ambiente ao redor. Ajuda a esclarecer como a energia produzida pelos buracos negros afeta a evolução das galáxias.
Os dados disponíveis não são extensos, mas descobertas recentes trouxeram à tona a presença de jatos nos FR0s em frequências de rádio mais baixas, indicando que um número significativo de FR0s mostra sinais de ter jatos.
Cenários Evolutivos para os FR0s
Diferentes hipóteses foram propostas sobre o desenvolvimento dos FR0s. Uma ideia sugere que todos os FR0s poderiam ser galáxias jovens evoluindo para formas maiores como as galáxias FRI ao longo do tempo. No entanto, evidências indicam que isso pode não ser verdade devido aos seus tamanhos pequenos e estruturas de emissões limitadas.
Outra teoria propõe que os FR0s podem não se desenvolver em estruturas maiores devido às condições específicas de produção e manutenção dos jatos, que podem impedi-los de formar características de rádio extensas.
Interação com o Ambiente
As interações dos jatos com o meio circundante, ou matéria interestelar, são vitais na formação de suas estruturas. As descobertas sugerem que os jatos nos FR0s são influenciados por esse ambiente. O gás ao redor pode afetar como os jatos se desenvolvem, especialmente se eles estiverem se movendo mais devagar.
Muitos jatos FR0 parecem ter várias estruturas que indicam que podem estar interagindo com os meios ao redor. Essa interação pode impactar seu crescimento e longevidade.
Morfologia e Propriedades dos Jatos
A morfologia, ou forma, dos jatos dos FR0s é complexa. Muitos desses jatos demonstram características que sugerem que interagem fortemente com o Meio Interestelar. Em alguns casos, os jatos parecem ter uma estrutura torcida ou desigual, indicando uma interação significativa com o ambiente galáctico.
As implicações dessas descobertas mostram que os FR0s podem não ser tão simples quanto se pensava inicialmente. As complexidades em suas estruturas sugerem que muitos fatores podem influenciar seu comportamento.
O Papel dos Buracos Negros Supermassivos
Os buracos negros supermassivos são os motores por trás das emissões de rádio nas galáxias. Sua atividade impulsiona os jatos que observamos. Nos FR0s, as características desses buracos negros podem ser diferentes das encontradas nas galáxias FRI.
Foi sugerido que os FR0s podem estar associados a buracos negros mais fracos. Como resultado, seus jatos poderiam ser inerentemente mais fracos e incapazes de gerar as estruturas extensas vistas em fontes mais poderosas.
A Conexão Entre FR0s e Evolução Galáctica
A existência de estruturas de jatos nos FR0s fala sobre a relação mais ampla entre núcleos galácticos ativos e a evolução das galáxias. A energia dos jatos pode afetar a galáxia circundante e influenciar a formação de estrelas e a dinâmica do gás dentro dela.
Em galáxias compactas como os FR0s, os jatos podem desempenhar um papel crucial, já que são mais propensos a interagir com a matéria ao redor. Isso sugere um ciclo de retroalimentação onde a energia emitida pelo buraco negro pode impactar a galáxia anfitriã ao longo do tempo.
Conclusões
A pesquisa sobre galáxias de rádio FR0 revela detalhes intrincados sobre jatos e suas interações. As descobertas indicam que, embora os FR0s compartilhem algumas semelhanças com fontes FRI maiores, suas características únicas os diferenciam. O estudo dessas galáxias é crítico para entender a dinâmica das galáxias modernas e o papel dos buracos negros supermassivos em sua evolução.
À medida que as observações continuam, os pesquisadores esperam reunir mais informações sobre esses tipos de galáxias misteriosas para obter insights mais profundos sobre a natureza das regiões mais ativas do universo. Ao mergulhar na natureza dos jatos e sua interação com os ambientes, continuamos a montar o intrincado quebra-cabeça do comportamento galáctico no cosmos.
Título: Jets in FR0 radio galaxies
Resumo: The local radio-loud AGN population is dominated by compact sources named FR0s. These sources show features, for example the host type, the mass of the supermassive black hole (SMBH), and the multi-band nuclear characteristics, that are similar to those of FRI radio galaxies. However, in the radio band, while FR0 and FRI share the same nuclear properties, the kiloparsec-scale diffuse component dominant in FRI is missing in FR0s. With this project we would like to study the parsec-scale structure in FR0s in comparison with that of FRI sources. To this end we observed 18 FR0 galaxies with the VLBA at 1.5 and 5 GHz and/or with the EVN at 1.7 GHz and produced detailed images at milliarcsec resolution of their nuclear emission to study the jet and core structure. All sources have been detected but one. Four sources are unresolved, even in these high-resolution images; jets have been detected in all other sources. We derived the distribution of the jet-to-counter-jet ratio of FR0s and found that it is significantly different from that of FRIs, suggesting different jet bulk speed velocities. Combining the present data with published data of FR0 with VLBI observations, we derive that the radio structure of FR0 galaxies shows strong evidence that parsec-scale jets in FR0 sources are mildly relativistic with a bulk velocity on the order of 0.5c or less. A jet structure with a thin inner relativistic spine surrounded by a low-velocity sheath could be in agreement with the SMBH and jet launch region properties.
Autores: G. Giovannini, R. D. Baldi, A. Capetti, M. Giroletti, R. Lico
Última atualização: 2023-02-24 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2302.12657
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2302.12657
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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