Lysende kvasar PDS 456 udforsket med MUSE

Ved hjælp af Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) ved Very Large Telescope (VLT) i Chile har et internationalt hold af astronomer inspiceret en lysende kvasar kendt som PDS 456. Resultaterne af observationskampagnen, offentliggjort 26. marts på pre-print serveren arXiv , kaste mere lys over den ioniserede emission fra denne kvasar.

Kvasarer eller kvasistjerneobjekter (QSO'er) er aktive galaktiske kerner (AGN) med meget høj lysstyrke, der udsender elektromagnetisk stråling, der kan observeres i radio-, infrarød-, synlig-, ultraviolet- og røntgenbølgelængder. De er blandt de lyseste og fjerneste objekter i det kendte univers og tjener som grundlæggende redskaber til adskillige studier i astrofysik såvel som kosmologi. For eksempel er kvasarer blevet brugt til at undersøge universets struktur i stor skala og reioniseringens æra. De forbedrede også vores forståelse af dynamikken i supermassive sorte huller og det intergalaktiske medium.

Ved en rødforskydning på 0,185 er PDS 456 en nærliggende lysende radiostille kvasar. Med en bolometrisk lysstyrke på et niveau på en quattuordecilion erg/s er det den mest lysende radio-stille kvasar ved en rødforskydning under 0,3. Tidligere observationer af PDS 456 har fundet ud af, at den udviser relativistiske og kraftige ultrahurtige røntgenvinde og en massiv og klumpet molekylær kulilteudstrømning, der strækker sig op til 16.000 lysår østpå fra kernen.

En gruppe astronomer ledet af Andrea Travascio fra Universitetet i Milano-Bicocca i Italien besluttede at udnytte MUSE's store synsfelt til at undersøge PDS 456. MUSE tillod Travascios team at kortlægge med hidtil usete detaljer den ioniserede emission fra denne kvasar med en flerskala, flerfaset udstrømning.

Først og fremmest viser observationerne, at PDS 456 opholder sig i et komplekst miljø karakteriseret ved den diffuse emission af ioniseret gas, der strækker sig op til en maksimal projiceret afstand på 150.000 lysår. Dette miljø omfatter et gasreservoir med en masse på omkring 10-100 millioner solmasser, otte ledsagende galakser og en flerfaset udstrømning.

MUSE-observationer identificerede en udstrømning af dobbeltioniseret oxygen med en hastighed på 600 km/s. Udstrømningen har en projekteret størrelse på omkring 65.000 lysår og en hastighedsgradient langs øst-vestlig retning. Udstrømningsmassehastigheden blev beregnet til at være på et niveau på 2,3 solmasser om året, hvilket er væsentligt lavere end i kvasarer med tilsvarende bolometrisk lysstyrke.

Undersøgelsen fandt, at brint-alfa-udstrømningen viser en lignende skala, morfologi og kinematik som den molekylære kulilteudstrømning. Dette fund tyder på, at disse to komponenter tilhører den samme flerfasede udstrømning og kan være drevet fra den samme tidligere AGN-feedback-episode.

Alt i alt understregede forfatterne af papiret, at de nye resultater leverer vigtig indsigt i det komplekse samspil mellem de forskellige faser af AGN-drevne udstrømninger og rigdommen i det cirkumgalaktiske miljø i PDS 456.

"Dette kan hjælpe med at planlægge og udføre fremtidige multi-band undersøgelser af egenskaberne ved de lysende kvasarer, der skinner ved kosmisk middag," konkluderede forskerne.

Flere oplysninger: A. Travascio et al., MUSE-visning af PDS 456:vind i kpc-skala, udvidet ioniseret gas og tætte omgivelser, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2403.18043

Journaloplysninger: arXiv

© 2024 Science X Network