Chandra påvisning af en cirkumnukleær torus

De fleste galakser huser supermassive sorte huller ved deres kerner, hver med millioner eller milliarder af solmasser af materiale. Der menes at være en torus af støv og gas omkring de sorte huller, og en tilstødende skive, der bliver meget varm, når materiale falder ned på den, til gengæld opvarmning af torus og circumnuclear gas og støv. Sådan en aktiv galaktisk kerne (AGN) stråler hen over spektret, mens støvet ofte blokerer de inderste områder fra synet. Kraftige bipolære stråler af ladede partikler udsendes ofte også. Stråling fra torus kan ses direkte ved infrarøde bølgelængder og, når det spreder de hurtigt bevægende partikler, ved røntgenenergier.

Aktive galaktiske kerner (AGN) er blandt de mest dramatiske og interessante fænomener i ekstragalaktisk astronomi. Alle standard AGN-modeller forudsiger tilstedeværelsen af ​​en torus og accretion disk, men detaljerne i regionen har været vanskelige at studere direkte, fordi torusen menes at være relativt lille, kun hundredvis af lysår i størrelse. ALMA millimeter array, imidlertid, har for nylig muliggjort detektion af nærliggende AGN-strukturer i både kontinuum og molekylær linjeemission. NGC5643 er en ansigt-på-spiralgalakse, der er vært for en AGN og bipolære jetfly. Sidste år opdagede ALMA en aflang struktur i sin kerne omkring firs lysår på tværs (ca. 200 lysår på tværs i emission fra den køligere molekylære gaskomponent). Forskere havde foreslået, at strukturen var den forventede AGN-torus og det relaterede molekylære materiale, der var ansvarlig for tilsløringen af ​​AGN og kollimeringen af ​​jetflyene.

CfA astronomer Pepi Fabbiano, Aneta Siemiginowska, og Martin Elvis og en kollega har nu brugt Chandra X-ray Observatory til at afbilde regionen og dens torus i røntgenstråler. Ser man på energien af ​​en lys røntgenlinje af jern, holdet finder en struktur på omkring 200 lysår i udstrækning, der falder ganske godt sammen med den molekylære struktur. Det ser ud til at være klumpet, og det træk sammen med dets størrelse og den estimerede tæthed fra ALMA-observationerne tyder på, at det er den cirkumnukleare skive. Dette er det første objekt, som både Chandra og ALMA har identificeret den kritiske torus for; af ekstra betydning er det faktum, at de to observationer spænder over området fra røntgenstråler til millimeterbølgelængder. Normalt prøver disse meget forskellige bånd henholdsvis ekstremt varmt eller ekstremt koldt materiale, der stammer fra meget forskellige områder, men AGN giver et meget komplekst kvarter.