Kart over den sentrale ~6″-regionen av NGC 7469, som inkluderer AGN og den sirkumnukleære ringen til stjernedannelse. Øverst til venstre panel: i farger og svarte konturer er det JWST/F770W PSF-subtraherte bildet (som hovedsakelig sporer 7,7 μm PAH-båndet). Svarte områder (s1, s2, s3, s4, s5, s6 og s7) tilsvarer utvalgte sirkumnukleære soner i NGC 7469. Røde og blå regioner (o1, o2, o3, o4, o5 og o6) er i utstrømningsregionen . Den grønne linjen representerer orienteringen til den nukleære molekylære gassstangen. De grå linjene tilsvarer det omtrentlige utløpsområdet i henhold til [S IV]λ10,51 μm hastighetskart (se vedlegg B). Den hvite boksen representerer JWST/MRS ch1 FoV (3,2″ × 3,7″), som er praktisk talt identisk med Spitzer/IRS-vinkeloppløsningen. Den brune stjernen tilsvarer den omtrentlige plasseringen til radiosupernovaen SN 2000ft (Colina et al. 2001). Øverst til høyre panel: JWST/MRS 6,2 μm PAH-båndkart utledet ved hjelp av et lokalt kontinuum (se tekst). Panel nederst til venstre: [Ar II]λ6,99 μm utslippskart. Panel nederst til høyre: 11,3/6,2 μm PAH-forhold ved bruk av lokal kontinua (se tekst). I svart er 6,2 μm PAH-båndkonturene. Den sentrale regionen tilsvarer dette PAH-forholdet i kjernespekteret. Alle bildene vises på en lineær fargeskala. Nord er opp og øst er til venstre, og forskyvninger måles i forhold til AGN. Kreditt: Astronomi og astrofysikk (2022). DOI: 10.1051/0004-6361/202244806
Forskning ledet av Oxford University er den første i sitt slag som studerer små støvmolekyler i kjerneområdet til aktive galakser ved å bruke tidlige observasjoner fra James Webb Space Telescope (JWST). Studien er den første britisk ledede artikkelen som bruker spektroskopiske data fra JWSTs Mid-Infrared Instrument (MIRI) og tar for seg en av de største utfordringene i moderne astrofysikk: å forstå hvordan galakser dannes og utvikler seg.
Små støvmolekyler kjent som polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAH) er blant de mest utbredte organiske molekylene i universet og viktige astronomiske verktøy. For eksempel anses de for å være grunnleggende byggesteiner av prebiotiske forbindelser, som kan ha spilt en nøkkelrolle i livets opprinnelse. PAH-molekyler produserer ekstremt lyse emisjonsbånd i det infrarøde området når de blir opplyst av stjernersom gjør det mulig for astronomer å ikke bare spore stjernedannelsesaktivitet, men også å bruke dem som sensitive barometre for de lokale fysiske forholdene.
Denne nye analysen, ledet av Dr. Ismael García-Bernete fra Oxford University’s Department of Physics, brukte JWSTs banebrytende instrumenter til å karakterisere, for første gang, PAH-egenskapene i det kjernefysiske området til tre lysende aktive galakser. Studien var basert på spektroskopiske data fra JWSTs MIRI som spesifikt måler lys i bølgelengdeområdet 5–28 mikron. Forskerne sammenlignet deretter observasjonene med teoretiske spådommer for disse molekylene.
Overraskende nok veltet resultatene fra tidligere studier som hadde spådd at PAH-molekyler ville bli ødelagt i nærheten av det sorte hullet i sentrum av en aktiv galakse. I stedet avslørte analysen at PAH-molekyler faktisk kan overleve i denne regionen, selv der svært energiske fotoner potensielt kan rive dem fra hverandre. En mulig årsak kan være at molekylene er beskyttet av store mengder molekylær gass i kjerneområdet.
Men selv der PAH-molekyler overlevde, viste resultatene at supermassive sorte hull i hjertet av galakser hadde en betydelig innvirkning på deres egenskaper. Spesielt ble andelen større og nøytrale molekyler større, noe som indikerer at mer skjøre små og ladede PAH-molekyler kan ha blitt ødelagt. Dette gir alvorlige begrensninger for å bruke disse PAH-molekylene for å undersøke hvor raskt en aktiv galakse gjør nye stjerner.
“Denne forskningen er av stor interesse for det bredere astronomisamfunnet, spesielt de som fokuserer på dannelsen av planeter og stjerner i de fjerneste og svakeste galaksene,” sa Dr. García-Bernete. “Det er utrolig å tenke på at vi kan observere PAH-molekyler i kjerneområdet til en galakse, og neste trinn er å analysere et større utvalg av aktive galakser med forskjellige egenskaper. Dette vil gjøre oss i stand til bedre å forstå hvordan PAH-molekyler overlever og hvilke som er deres spesifikke egenskaper i det kjernefysiske området. Slik kunnskap er nøkkelen til å bruke PAH som et nøyaktig verktøy for å karakterisere mengden stjernedannelse i galakser, og dermed hvordan galakser utvikler seg over tid.”
Studien er publisert i Astronomi og astrofysikk.
Nytt bilde fra Webb viser galaksen NGC 1365, kjent for å ha et aktivt matende supermassivt svart hull
I. García-Bernete et al, Et høyvinkeloppløsningsbilde av PAH-utslippet i Seyfert-galakser ved bruk av JWST/MRS-data, Astronomi og astrofysikk (2022). DOI: 10.1051/0004-6361/202244806
Levert av
Universitetet i Oxford
Sitering: James Webb-romteleskopet avslører nye overraskelser på galaksens organiske molekyler nær sorte hull (2022, 11. oktober) hentet 11. oktober 2022 fra https://phys.org/news/2022-10-james-webb-space-telescope-reveals. html
Dette dokumentet er underlagt opphavsrett. Bortsett fra enhver rettferdig handel for formålet med private studier eller forskning, kan ingen del reproduseres uten skriftlig tillatelse. Innholdet er kun gitt for informasjonsformål.