Genom att analysera data från fyra rymdobservatorier har europeiska astronomer presenterat en fullständig och grundlig röntgenbild av en aktiv galaktisk kärna i en närliggande spiralgalax känd som NGC 4258. Resultaten av studien, publicerade 16 maj på arXiv.org, shed mer ljus in i den här galaxens natur.

Aktiva galaktiska kärnor (AGN) är anhopande, supermassiva svarta hål (SMBH) som finns i mitten av vissa galaxer och sänder ut kraftfull, högenergistrålning när de samlar upp gas och damm. Dessa kärnor kan bilda jetstrålar, med mestadels cylindriska, koniska eller paraboliska former, som observeras även på megaparsec-skalor.

På ett avstånd av cirka 24,7 miljoner ljusår från jorden är NGC 4258 värd för en av de närmaste AGN. 1984 upptäcktes vattenmasrar som kretsade runt denna AGN, vilket gör NGC 4258 till det renaste beviset för att det finns extragalaktiska supermassiva svarta hål. Ytterligare undersökning av dessa masrar avslöjade en subparsec molekylär, dammig skiva i Kepler-rotation runt en central massa på cirka 40 miljoner solmassor.

AGN i NGC 4258 intresserar också astronomer på grund av dess särskilt låga bolometriska ljusstyrka. De antog att detta kunde bero på antingen en låg ackretionshastighet eller ett strålningsineffektivt ackretionsflöde. Men även om flera tidigare studier har undersökt arten av ansamlingsflödet i NGC 4258, är det fortfarande förbryllande.

Därför granskade ett team av astronomer under ledning av Alberto Masini från International School for Advanced Studies i Trieste, Italien, omfattande röntgenegenskaperna hos NGC 4258 för att kasta nytt ljus över dess ackretionsflöde och långsiktiga evolution. För detta ändamål analyserade de arkivobservationer av denna galax utförda med rymdteleskop Chandra, Swift, NuSTAR och XMM-Newton.

"De erhållna resultaten kompletteras sedan med andra från litteraturen (från ~1993–2000) för att erhålla en fullständig och grundlig röntgenbild av en närliggande underlysande AGN som sträcker sig över 23 år av observationer," förklarade forskarna.

Studien fann att röntgenegenskaperna hos AGN i NGC 4258 har förändrats genom åren. Resultaten tyder på att denna förändring berodde på en faktor av två variationer av den absorberande kolumndensiteten, troligtvis förknippad med den dammiga megamaserskivan, och på inneboende förändringar i emissionen från den centrala motorn.

Den korta tidsskalan för variationer som ses i NuSTAR indikerar att variationerna kan bero på förändringar i ackretionshastigheten, i sin tur relaterad till hastigheten för energiavsättning i korona. Astronomerna noterade att variabiliteten i ansamlingshastigheten också skulle förklara den långsiktiga minskningen av den inneboende ljusstyrkan som observerats för denna AGN.

Dessutom verkar variationerna i fotonindex och ljusstyrka följa två beteenden. Den första observeras när källan är ljusare än ett visst kritiskt värde i röntgenskalad Eddington-förhållande – då ses ingen uppenbar trend. Den andra identifierades med en lägre ansamlingshastighet eftersom det verkar finnas en anti-korrelation mellan de två kvantiteterna, vilket tyder på en övergång mellan varma och kalla ackretionstillstånd.

Sammantaget drog författarna till artikeln slutsatsen att de genomsnittliga spektrala egenskaperna för NGC 4258 är typiska för en Seyfert-galax typ II med låg ljusstyrka, med ett fotonindex inom intervallet 1,6–2,2. + Utforska vidare

Aktiv galax RXJ0134.2-4258 undersökt i detalj

© 2022 Science X Network