Interstellar medium af SDSS J2310+1855 udforsket med ALMA

Ved at bruge ALMA-observatoriet, et internationalt hold af astronomer har gennemført en observationskampagne af interstellart medium (ISM) i en værtsgalakse af en højrødforskydende kvasar kendt som SDSS J231038.88+185519.7 (forkortet SDSS J2310+1855). Resultaterne af observationerne, offentliggjort 24. juli på arXiv.org, kunne forbedre kendskabet til denne kvasars egenskaber og karakter.

Kvasistjerneobjekter (QSO'er), eller kvasarer, er ekstremt lysende aktive galaktiske kerner (AGN) indeholdende supermassive centrale sorte huller med tilvækstskiver. Deres rødforskydninger måles ud fra de stærke spektrallinjer, der dominerer deres synlige og ultraviolette spektre. Alle observerede kvasarspektre har rødforskydninger mellem 0,056 og 7,54.

Astronomer er især interesserede i at finde nye høj-rødforskydning kvasarer (med rødforskydning over 6,0), da de er de mest lysende og fjerneste kompakte objekter i det observerbare univers. Observationer af ISM i værtsgalakser af høj-rødforskydning kvasarer har potentialet til at afsløre afgørende information om processen med galaksedannelse og evolution. De kan også være nyttige til at fremme forståelsen af, hvordan supermassive sorte huller vokser.

Ved en rødforskydning på cirka 6.003, SDSS J2310+1855 er en af ​​de mest lysstærke højrødforskydnings kvasarer i det fjern-infrarøde kendte til dato. Tidligere undersøgelser af ISM for denne QSO's værtsgalakse har afsløret tilstedeværelsen af ​​stærkt exciteret molekylær gas med komplekse excitationsmekanismer, hvor opvarmning fra den kraftige kvasar kunne være involveret. For yderligere at teste dette scenarie, en gruppe astronomer ledet af Jianan Li fra Peking Universitet i Beijing, Kina, udførte nye observationer af SDSS J2310+1855 med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile.

"For at undersøge gassens fysiske forhold og søge efter aftryk af Active Galactic Nuclei (AGN) på ISM, vi rapporterer ALMA observationer af [N II] _{122 µm} og [O I] _{146 µm} linjer og det underliggende kontinuum fra z =6.003 kvasar SDSS J231038.88+185519.7, " skrev astronomerne i avisen.

ALMA-observation påviste klart nitrogen- og oxygenspektrallinjerne fra SDSS J2310+1855. I betragtning af at andre langt-infrarøde fine struktur (FS) linjer blev observeret i denne kilde, ligesom [C II] _{158 µm} og [O III] _{88 µm} , SDSS J2310+1855 har det mest komplette sæt af FS-linjer til rådighed blandt de kendte højrødforskydningskvasarer.

Undersøgelsen fokuserede på undersøgelse af fysiske forhold for atomar og ioniseret gas. Den evaluerede også virkningen af ​​AGN på ISM i kvasarens værtsgalakse. Til dette formål, astronomerne sammenlignede linjeemissionen med andre målinger af lokale ultraluminous infrarøde galakser (ULIRG'er), AGN'er og andre højrødforskydningssystemer.

De fandt ud af, at [O I] _{146 µm} linje har et linje-til-fjern-infrarødt fluxforhold mere end to gange højere end det, der findes i lokale galakser. Det her, ifølge forskerne, foreslår en varm, tæt neutral gaskomponent, muligvis opvarmet af AGN.

"Det lysende [O I] _{146 µm} påvisning af J2310+1855 tyder på varm og tæt gas i det nukleare område, som muligvis opvarmes af de fotoner, som AGN bidrager med ud over UV-fotonerne fra unge massive stjerner, " forklarede astronomerne.

I øvrigt, undersøgelsen viste, at densiteten af ​​den ioniserede gas er over 45 cm ⁻³ og anslåede, at kun omkring 17 procent af [C II] _{158 µm} emission stammer fra den ioniserede gas. Ifølge forfatterne af papiret, disse resultater, sammen med forholdet mellem andre linjer og fjerninfrarød flux, give yderligere bevis for, at den varme, tæt gas er sandsynligvis et resultat af AGN-opvarmning til ISM for J2310+1855's vært.

© 2020 Science X Network