Des instruments avancés aident au développement d’une image cohérente du noyau extragalactique

Dans un article publié aujourd’hui dans Les lettres du journal astrophysique, les chercheurs décrivent leur examen de la galaxie voisine NGC 7469 avec les instruments de détection ultrasensibles dans l’infrarouge moyen du JWST. Ils ont mené l’analyse la plus détaillée à ce jour des interactions entre un noyau galactique actif dominé par un trou noir supermassif et les régions de galaxies en formation d’étoiles qui l’entourent.

“Ce que nous voyons dans ce système a été une surprise pour nous”, a déclaré l’auteur principal Vivian U, chercheur assistant de l’UCI en physique et astronomie et membre de l’une des 13 équipes JWST Early Release Science. “En regardant cette galaxie de face, nous sommes capables de voir non seulement les vents du trou noir supermassif soufflant dans notre direction, mais aussi le ‘chauffage par choc’ du gaz induit par lesdits vents très proches du noyau galactique actif central, ce qui est quelque chose nous ne nous attendions pas à pouvoir discerner aussi clairement.”

U a noté que le chauffage par choc se produit lorsque le vent d’un trou noir au centre d’une galaxie pousse sur le gaz dense environnant, créant un front de choc qui dépose de l’énergie dans le milieu interstellaire. Cet effet pourrait influencer la formation des étoiles de deux manières opposées, a-t-elle déclaré. En comprimant le gaz sous forme moléculaire, il peut favoriser la naissance de nouvelles étoiles, ou des processus de rétroaction excessivement forts du vent galactique peuvent empêcher la naissance en détruisant les pépinières stellaires.

Selon U, NGC 7469 est une galaxie de Seyfert avec un centre actif abritant un trou noir supermassif et un anneau de régions de formation d’étoiles. Pendant des décennies, les astronomes ont essayé d’étudier la dynamique détaillée de ces systèmes, qui représentent environ 10% de toutes les galaxies, mais la poussière – généralement abondante au centre d’entre eux – en a fait un défi. Le JWST a permis à U et à ses co-auteurs d’accéder à ce qui se cache derrière le voile de poussière.

À l’aide du miroir de 6,5 mètres du télescope et d’une suite d’outils avancés, dont l’instrument à infrarouge moyen, les chercheurs ont pu cartographier plusieurs lignes d’émission de gaz ionisés et moléculaires clés qui informent les astronomes des conditions du milieu interstellaire – le gaz, la poussière et le rayonnement qui existe entre les systèmes stellaires d’une galaxie – identifiant les régions de formation d’étoiles dans un anneau d’étoiles. Ils ont également détecté un écoulement à grande vitesse de gaz ionisé qui est “décalé vers le bleu”, ce qui signifie qu’il se dirige vers l’observateur au lieu de se déplacer dans la direction opposée.

“La nouvelle capacité de spectroscopie intégrale de champ infrarouge moyen de l’instrument infrarouge moyen du JWST nous permet désormais de voir non seulement ce qu’il y a derrière la poussière, mais aussi comment les choses se déplacent à de très petites échelles que nous ne pouvions pas voir auparavant à ces niveaux. longueurs d’onde”, a déclaré U.

“Nous avons maintenant une image plus cohérente – du moins dans ce système – de la façon dont le noyau galactique actif chasse le gaz et de son impact sur la matière environnante”, a-t-elle ajouté. “Nous voyons des signes définitifs des vents entraînés par les trous noirs déversant de l’énergie dans le milieu interstellaire.”

U a déclaré qu’un contributeur important à la dynamique agitée de NGC 7469 est le fait qu’il fusionne avec une deuxième galaxie.

“L’interaction avec une autre galaxie signifie que les matériaux galactiques sont déplacés en raison des forces de marée, et ils se dirigent vers le centre du système galactique lorsque le moment cinétique est perdu. Ce processus a tendance à rendre le centre de la galaxie très poussiéreux”, a-t-elle ajouté. expliqué. “C’est pourquoi vous avez besoin d’instruments comme ceux à bord du JWST qui nous permettent de regarder à travers la poussière et de faciliter notre compréhension des noyaux poussiéreux des galaxies en fusion.”

La publication d’aujourd’hui est parmi les premières d’une série d’articles d’U et de ses collaborateurs qui analysent les données du programme JWST Early Release Science n° 1328. Selon U, les données spectaculaires d’imagerie et spectroscopiques du JWST offrent une vue approfondie de comment les galaxies évoluent à travers le mécanisme de fusion et permettent à son équipe de se plonger dans la physique de la formation des étoiles, la croissance des trous noirs et la rétroaction dans les galaxies fusionnantes à proximité.

Les chercheurs principaux incluent U, Lee Armus du Centre de traitement et d’analyse infrarouge de Caltech et Aaron Evans de l’Observatoire national de radioastronomie en Virginie. L’étude a été soutenue par la NASA et basée sur les observations du télescope spatial James Webb, qui est exploité conjointement par la NASA, l’Agence spatiale européenne et l’Agence spatiale canadienne.