Med hjälp av ALMA-observatoriet, ett internationellt team av astronomer har genomfört en observationskampanj av interstellärt medium (ISM) i en värdgalax av en kvasar med hög rödförskjutning känd som SDSS J231038.88+185519.7 (förkortat SDSS J2310+1855). Resultaten av observationerna, publicerad 24 juli på arXiv.org, skulle kunna förbättra kunskapen om egenskaperna och naturen hos denna kvasar.

Kvasi-stjärnobjekt (QSOs), eller kvasarer, är extremt lysande aktiva galaktiska kärnor (AGN) som innehåller supermassiva centrala svarta hål med ansamlingsskivor. Deras rödförskjutningar mäts från de starka spektrallinjerna som dominerar deras synliga och ultravioletta spektra. Alla observerade kvasarspektra har rödförskjutningar mellan 0,056 och 7,54.

Astronomer är särskilt intresserade av att hitta nya kvasarer med hög rödförskjutning (med rödförskjutning över 6,0) eftersom de är de mest lysande och mest avlägsna kompakta objekten i det observerbara universum. Observationer av ISM i värdgalaxerna i kvasarer med hög rödförskjutning har potentialen att avslöja avgörande information om processen för galaxbildning och evolution. De kan också vara till hjälp för att öka förståelsen för hur supermassiva svarta hål växer.

Vid en rödförskjutning på cirka 6,003, SDSS J2310+1855 är en av de ljusaste kvasarerna med hög rödförskjutning i det långt infraröda området som hittills är känt. Tidigare studier av ISM för denna QSO:s värdgalax har avslöjat närvaron av mycket exciterad molekylär gas med komplexa excitationsmekanismer där uppvärmning från den kraftfulla kvasaren kan vara involverad. För att ytterligare testa detta scenario, en grupp astronomer ledda av Jianan Li vid Pekinguniversitetet i Peking, Kina, gjorde nya observationer av SDSS J2310+1855 med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile.

"För att undersöka gasens fysiska förhållanden och söka efter avtryck av Active Galactic Nuclei (AGN) på ISM, vi rapporterar ALMA-observationer av [N II] _{122 µm} och [O I] _{146 µm} linjer och det underliggande kontinuumet från z =6,003 kvasar SDSS J231038,88+185519,7, " skrev astronomerna i tidningen.

ALMA-observation detekterade tydligt kväve- och syrespektrallinjerna från SDSS J2310+1855. Med tanke på att andra långt infraröda finstrukturlinjer (FS) observerades i denna källa, som [C II] _{158 µm} och [O III] _{88 µm} , SDSS J2310+1855 har den mest kompletta uppsättningen FS-linjer som finns bland de kända kvasarerna med hög rödförskjutning.

Studien fokuserade på undersökningen av fysikaliska förhållanden för atomär och joniserad gas. Den utvärderade också effekten av AGN på ISM för kvasarens värdgalax. För det här syftet, astronomerna jämförde linjeemissionen med andra mätningar av lokala ultraluminösa infraröda galaxer (ULIRGs), AGN och andra högrödskiftningssystem.

De fann att [O I] _{146 µm} linje har ett linje-till-fjärr-infrarött flödesförhållande som är mer än två gånger högre än det som finns i lokala galaxer. Detta, enligt forskarna, föreslår en varm, tät neutral gaskomponent, eventuellt uppvärmd av AGN.

"Den lysande [O I] _{146 µm} upptäckt av J2310+1855 antyder varm och tät gas i kärnkraftsområdet, som möjligen värms upp av fotoner som AGN bidrar med förutom UV-fotoner från unga massiva stjärnor, ", förklarade astronomerna.

Dessutom, studien fann att densiteten hos den joniserade gasen är över 45 cm ⁻³ och uppskattade att endast cirka 17 procent av [C II] _{158 µm} utsläpp har sitt ursprung i den joniserade gasen. Enligt författarna till tidningen, dessa resultat, tillsammans med förhållandet mellan andra linjer och långt infrarött flöde, ge ytterligare bevis på att den varma, tät gas är sannolikt ett resultat av AGN-uppvärmning till ISM för J2310+1855:s värd.

© 2020 Science X Network