En bild i falsk färg av den centrala delen av den aktiva galaxen NGC 5643 sett med ALMA-millimetermatrisen. Spiralskivan ses i ljuset av molekylär gas i rött, och den utströmmande heta gasen i blå-orange. Emissionen visar en cirkumnär skiva och torus i kärnan. Astronomer har använt Chandra X-ray Observatory för att avbilda röntgenstrålningen från kärnområdet och, tillsammans med ALMA resultat, bekräfta att strukturen är den cirkumnukleära skivan och torus. Kredit:ESO/A. Alonso-Herrero et al.; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
De flesta galaxer har supermassiva svarta hål vid sina kärnor, var och en med miljoner eller miljarder solmassor av material. Det tros finnas en torus av damm och gas runt de svarta hålen, och en ansamlingsskiva som blir väldigt varm när material faller på den, i sin tur värmer torus och cirkumnukleär gas och stoft. En sådan aktiv galaktisk kärna (AGN) strålar över hela spektrumet medan stoftet ofta blockerar de innersta områdena från insyn. Kraftfulla bipolära strålar av laddade partiklar sprutas ofta också ut. Strålning från torus kan ses direkt vid infraröda våglängder och, när den sprider bort de snabbt rörliga partiklarna, vid röntgenenergier.
Aktiva galaktiska kärnor (AGN) är bland de mest dramatiska och intressanta fenomenen inom extragalaktisk astronomi. Alla standard AGN-modeller förutsäger närvaron av en torus och accretion disk men detaljerna i regionen har varit svåra att studera direkt eftersom torusen anses vara relativt liten, bara hundratals ljusår i storlek. ALMA millimetermatrisen, dock, har nyligen möjliggjort detektion av närliggande AGN-strukturer i både kontinuum och molekylär linjeemission. NGC5643 är en spiralgalax som är värd för en AGN och bipolära jetstrålar. Förra året upptäckte ALMA en långsträckt struktur i sin kärna med cirka åttio ljusår i diameter (cirka 200 ljusår i emission från den kallare molekylära gaskomponenten). Forskare hade föreslagit att strukturen var den förväntade AGN-torus och det relaterade molekylära materialet som var ansvarigt för mörkläggningen av AGN och kollimeringen av strålarna.
CfA-astronomerna Pepi Fabbiano, Aneta Siemiginowska, och Martin Elvis och en kollega har nu använt Chandra X-ray Observatory för att avbilda regionen och dess torus i röntgenstrålar. Titta på energin i en ljus röntgenlinje av järn, teamet hittar en struktur på cirka 200 ljusår i omfattning som sammanfaller ganska väl med den molekylära strukturen. Det verkar vara klumpigt, och den egenskapen tillsammans med dess storlek och den uppskattade densiteten från ALMA-observationerna tyder på att det är den cirkumnära skivan. Detta är det första objektet för vilket både Chandra och ALMA har identifierat den kritiska torusen; av extra betydelse är det faktum att de två observationerna spänner över intervallet från röntgen till millimetervåglängder. Normalt tar dessa mycket olika band prov på extremt varmt respektive extremt kallt material som härrör från mycket olika regioner, men AGN skapar en mycket komplex stadsdel.
