po angielsku

Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego

 

Astronomiczny Obiekt Miesiąca: Czerwiec 2019

< poprzedni Archiwum

Pyliste galaktyki z przeglądu nieba AKARI

Ścisły związek pomiędzy emisją galaktyk w dalekiej podczerwieni i ich promieniowaniem na falach radiowych jest znany od dawna i wydaje się dotyczyć galaktyk z szerokiego zakresu mas i typów, a także rozciągać od Wszechświata lokalnego aż po obiekty obserwowane na najwyższych wartościach przesunięcia ku czerwieni. Korelacja ta jest przypisywana niedawnym procesom formowania się gwiazd, w których powstaje zarówno emisja w dalekiej podczerwieni (związana z samym formowaniem się gwiazd w galaktykach, prowadzącym do pojawiania się cząsteczek pyłu, które pochłaniają promieniowanie młodych, gorących i masywnych gwiazd w ultrafiolecie, a następnie emitują je ponownie na większych długościach fal), jak i promieniowanie synchrotronowe (masywne gwiazdy wybuchają jako supernowe, a pojawiające się wówczas promieniowanie kosmiczne jest przyśpieszane w polu magnetycznym galaktyki, generując emisję synchrotronową.)


Ilustracja 1: AKARI - zdjęcie całego nieba w podczerwieni, połączenie obserwacji wykonanych na fali o długości 90 i 140 mikrometrów. Źródło: JAXA

Ilustracja 2: Całkowita jasność w podczerwieni (LFIR) ukazana w funkcji jasności radiowej galaktyk na częstotliwości 1,4 GHz. Linia ciągła odpowiada najlepsze dopasowanie do danych metodą najmniejszych kwadratów, podczas gdy linie przerywane pokazują 95 procentowy przedział ufności dla regresji liniowej. Zielone trójkąty reprezentują galaktyki typu LINER, różowe romby - galaktyki Seyferta, a zacieniowane kontury to galaktyki gwiazdotwórcze i tzw. galaktyki typu mieszanego. Źródło: Publikacja zespołu.



Położenie maksimum promieniowania galaktyk w dalekiej podczerwieni zależy od natężenia pola promieniowania międzygwiazdowego i jest dobrym wskaźnikiem występowania procesów ogrzewania pyłu w ośrodku międzygwiazdowym. Emisja w dalekiej podczerwieni obserwowana jest zarówno w przypadku galaktyk gwiazdotwórczych, jak i w szerokim zakresie obiektów z tak zwanym aktywnym jądrem galaktycznym (ang. active galactic nuclei, AGN). Podobny trend jest także widoczny przy korelacji dla promieniowania w średniej podczerwieni i radiowego. Poprzednie obserwacje wskazywały dodatkowo na to, że AGN-y wykazują większy rozrzut emisji w dalekiej podczerwieni niż galaktyki gwiazdotwórcze. Fakt ten może być przydatny w badaniach związanych z wykrywaniem niewidocznych dla nas, choć radiowo głośnych AGN-ów, często niezauważanych przy głębokich obserwacjach rentgenowskich.

Jednak niedawne badania dowodzą, że AGN-y identyfikowane na bazie obrazów w świetle widzialnym często także wykazują korelację radio - daleka podczerwień - tak samo silną jak galaktyki gwiazdotwórcze. Dla większości galaktyk zawierających AGN współczynniki określające stosunek emisji w dalekiej podczerwieni do emisji radiowej są nie do odróżnienia od tych samych współczynników obliczanych dla galaktyk gwiazdotwórczych - z wyjątkiem galaktyk Seyferta.

Nowe badania międzynarodowego zespołu kierowanego przez astronomów z Narodowego Centrum Badań Jądrowych i Uniwersytetu Jagiellońskiego korzystają z najnowszych danych przeglądu nieba AKARI Far-Infrared All Sky Survey. Dane z satelity AKARI zostały nałożone i skorelowane z katalogiem radiowym NVSS na 1,4 GHz. Misja AKARI z punktu widzenia takich badań zapewnia lepsze czułości obserwacji niż poprzednia misja obrazowania całego nieba w podczerwieni - IRAS. Daje przy tym także dużo lepsze pokrycie (ponad 98% nieba) niż ukierunkowane obserwacje dostarczane nam przez Kosmiczny Teleskop Spitzera czy Kosmiczne Obserwatorium Herschela.

Zespół zbadał korelację radio - daleka podczerwień dla galaktyk gwiazdotwórczych, galaktyk o typie mieszanym (ang. composite galaxies, galaktyki o cechach zdradzających zarówno epizod gwiazdotwórczy, jak i obecność AGN), galaktyk Seyferta oraz galaktyk typu LINER (aktywnych jąder galaktycznych definiowanych przez ich charakterystyczne linie emisyjne, o widmach zawierających zwykle linie typowe dla słabo zjonizowanych lub neutralnych atomów). Badane w omawianej pracy AGN-y zostały zidentyfikowane w oparciu o katalog optyczny SDSS (DR8 data release) jako źródło danych spektroskopowych.

Okazuje się, że podczas gdy populacja galaktyk o typie mieszanym jest statystycznie nierozróżnialna od populacji galaktyk gwiazdotwórczych na bazie samych obserwacji w dalekiej podczerwieni, galaktyki Seyferta wykazują już odmienny rozkład parametru opisującego stosunek promieniowania w dalekiej podczerwieni do radiowego, który ilościowo opisuje tę korelację. Różnica pomiędzy galaktykami Seyferta i gwiazdotwórczymi jest statystycznie istotna dla źródeł o wysokiej jasności na falach radiowych i w podczerwieni. Dodatkowo galaktyki Seyferta wykazują większy rozrzut w obserwacjach w dalekiej podczerwieni niż galaktyki typu LINER. Uzyskane wyniki są w zgodzie z poprzednimi pracami donoszącymi, że galaktyki gwiazdotwórcze oraz te galaktyki, w których znajdują się AGN-y, mogą być rozróżniane na podstawie ich położenia na wykresie korelacji daleka podczerwień - fale radiowe, ale jedynie dla obiektów o najwyższych jasnościach radiowych.



Oryginalna publikacja: Radio-Infrared Correlation for Local Dusty Galaxies and Dusty AGNs from the AKARI All Sky Survey; A. Solarz, A. Pollo, M. Bilicki, A. Pępiak, T. T. Takeuchi, P. Piątek, Publ. Astron. Soc. Japan (2018).

Przedstawione wyniki są częścią badań prowadzonych w Zakładzie Astronomii Gwiazdowej i Pozagalaktycznej Obserwatorium Astronomicznego UJ.






Kontakt:
Agata Pępiak
Obserwatorium Astronomiczne UJ
A.Pepiak [at] uj.edu.pl
Agnieszka Pollo
Obserwatorium Astronomiczne UJ
A.Pollo [at] uj.edu.pl
TKGS