Strukturen af ​​en aktiv galaktisk kerne

Kernerne i de fleste galakser er vært for supermassive sorte huller, der indeholder millioner til milliarder af solmasser af materiale. De umiddelbare omgivelser i disse sorte huller inkluderer typisk en tori af støv og gas og, som materiale falder mod det sorte hul, gassen stråler rigeligt ved alle bølgelængder. Selvom modellerne for disse aktive galaktiske kerner (AGN) fungerer rimeligt godt, det er svært at opnå direkte beviser for de indre strukturer af AGN, fordi de er så langt væk, og deres dimensioner menes kun at være ti til hundredvis af lysår.

CfA-astronomen David Wilner og hans kolleger brugte ALMA-millimeterteleskopanlægget til at studere den nærmeste AGN, Arp 220, som menes at være særlig aktiv efter for nylig at have gennemgået en fusion med en anden galakse. De to sammensmeltende kerner er omkring 1200 lysår fra hinanden, og hver har en roterende skive af molekylær gas på et par hundrede lysår i skala. Kraftig stjernedannelse er tydelig i området såvel som mindst én molekylær udstrømning udledt af de store hastigheder, der ses. Men der er adskillige uløste strukturelle spørgsmål om disse indre regioner, herunder hvordan gas strømmer til, fra, og mellem de to sammensmeltende kerner og præcis hvilke underregioner der er ansvarlige for de dominerende lysstyrkekilder. Astronomerne brugte disse højopløselige millimeterobservationer til at tackle disse spørgsmål, fordi tykt støv, som blokerer meget af udsigten ved kortere bølgelængder, er relativt gennemsigtig i disse bånd.

Forskerne er i stand til at løse kontinuumemissionsstrukturen for de to individuelle kerner i dets støv- og varme gaskomponenter. De rapporterer, at hver kerne har to koncentriske komponenter, de større er sandsynligvis forbundet med starburst-skiver på en eller anden måde aktiveret af de sorte huller; de mindre, omkring 60 lysår i størrelse, bidrager med så meget som 50 % af submillimeter lysstyrken, næsten det dobbelte af tidligere skøn. Faktisk har en af ​​kernerne alene en lysstyrke på omkring tre billioner sole, større end hele emissionen af ​​andre AGN, for ikke at nævne det relativt lille volumen, der producerer det. Kernerne i Arp220 ser også ud til at have en tredje, udvidet lineær funktion, der kun kunne repræsentere udstrømningen set før i de spektroskopiske (hastigheds) data.