Astronomiczny Obiekt Miesiąca: Grudzień 2023
< poprzedni Archiwum następny >
Zakryte Kwazary
Kwazary to jedne z najjaśniejszych znanych nam obiektów we Wszechświecie. Choć pierwotnie były uważane za bliskie gwiazdy,
dziś wiemy, że są to galaktyki z bardzo jasnym
źródłem w centrum – supermasywną czarną dziurą, która akreuje (pochłania)
tak duże ilości materii, że część z niej jest zamieniana w energię, której cała galaktyka zawdzięcza swoją nadzwyczajną
jasność. Dzięki tej jasności możemy obserwować kwazary, które są bardzo daleko od nas. Pozwala to na próby tworzenia
uniwersalnych zależności, które mogą być wykorzystywane, by mierzyć parametry kosmologiczne (współczynniki, które pomagają
określić geometrię Wszechświata). Na początku jednak taką relację należy skalibrować, czyli poznać, co dokładnie może mieć na nią wpływ.
Na ilustracji 1:
Kwazar w wizji artysty. Jasne źródło w środku to supermasywna czarna dziura,
z której biegunów są emitowane skolimowane strumienie energii. Struktura
widoczna dookoła niej to pyłowy torus, którego własności badaliśmy przy użyciu
współczynnika zakrycia. Źródło ilustracji: ESO.
Naszą analizę skupiliśmy na tzw. współczynniku zakrycia (ang. ‘covering factor’; CF) – parametrze określającym, jak duża część centralnego źródła kwazara jest widoczna, a jaką zakrywa pyłowy torus – pyłowa struktura w kształcie obwarzanka, okalająca czarną dziurę. Graficznie jest to przedstawione na ilustracji nr 1. Istnieją różne sposoby obliczania współczynnika zakrycia, jednak ze względu na dostępne dane dla naszej próbki zdecydowaliśmy się użyć stosunku dwóch jasności: podczerwonej (na którą składa się promieniowanie pochodzące z pyłowego torusa), oraz jasności optycznej (promieniowanie najbliższego otoczenia supermasywnej czarnej dziury). Sprawdziliśmy, czy współczynnik zakrycia zależy od przesunięcia ku czerwieni, czyli, w uproszczeniu, czy dalsze obiekty (High-z, położone na dużym przesunięciu ku czerwieni) mają różny współczynnik zakrycia od bliższych (na niskim przesunięcia ku czerwieni). Stwierdziliśmy, że dla obiektów, które mają podobnie masywne supermasywne (co skutkuje podobieństwami fizycznymi kwazarów) nie widzimy różnic pomiędzy wartościami dla bliskich i dalekich kwazarów.
Sprawdziliśmy relacje pomiędzy jasnością podczerwoną oraz optyczną. Dla grupy obiektów z najlepszymi obserwacjami relacja ta jest dobrze wyznaczona. Na podstawie ilustracji 2 widzimy, że obiekty bliższe (żółte punkty) mają niższe jasności niż obiekty dalsze (czerwone punkty). Udało nam się dopasować jedną linię, która dobrze opisuje obie grupy kwazarów.
Na ilustracji 2: Korelacja pomiędzy jasnością podczerwoną (oś pionowa) a jasnością optyczną (oś pozioma). Żółte punkty to obiekty bliższe kwazary (Low-z), a czerwone diamenty to dalsze obiekty. Współczynnik kierunkowy o wartości około ~0,9 sugeruje bardzo bliską zależność między oboma jasnościami. Daje to nadzieję na zastosowanie relacji dla obiektów na dalszych przesunięciach ku czerwieni. Wykorzystując metodologię z pracy Risalitti & Lusso 2015 można będzie wykorzystać ją do zastosowań kosmologicznych. Źródło: Publikacja Zespołu.
Dotychczasowe rozważania stawiają kolejne pytanie, na które odpowiedzi będziemy szukać w kolejnej pracy. Jakiego typu kontaminacje mogą mieć wpływ na odkrytą relację? Na podstawie naszej analizy podejrzewamy, że jednym z istotnych czynników jest otoczenie supermasywnej czarnej dziury – tzw. pył polarny (ang. polar dust) znajdujący się w okolicy biegunów czarnej dziury. Oprócz tego galaktyka macierzysta może dawać wkład gwiazdowy lub obecny w galaktyce zimny pył może mieć wpływ na emisję w podczerwieni. Odpowiedzi na te i inne pytanie szukamy w obecnej analizie.
Oryginalna publikacja:
Mateusz Rałowski, Krzysztof Hryniewicz, Agnieszka Pollo and Łukasz Stawarz, Covering factor in AGNs: evolution versus selection, arXiv:2311.00072 (2023). Analiza ukaże się w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.
Opisane wyniki są częścią badań prowadzonych w Zakładzie Astronomii Gwiazdowej i Pozagalaktycznej Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie.
|
Mateusz Rałowski Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego M.Rałowski [@] doctoral.uj.edu.pl |
