Влияние излучения квазара на газ налетающей галактики при крупном слиянии
Балашев Сергей Александрович
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
https://www.researchsquare.com/article/rs-5078767/v1 (preprint)
Авторы: S. Balashev, P. Noterdaeme, N. Gupta, J.-K. Krogager, F. Combes, S. Lopez, P. Petitjean, A. Omont, R. Srianand, R. Cuellar
Квазары, одни из самых ярких объектов во Вселенной, поддерживаются аккрецией газа на сверхмассивную чёрную дыру. Предполагается, что слияния галактик играют важную роль в росте массы сверхмассивных черных дыр, а инициируемая слиянием активная фаза аккреции оказывает существенное влияние на родительскую и окружающие квазар галактики. Однако имеется значительный недостаток наблюдательных свидетельств эффекта обратной связи на крупномасштабные свойства галактик, а также мелкомасштабную структуру газа в них. В работе представлен анализ наблюдений найденного нами крупного слияния галактик на красном смещении z≈2.6 (соответствующему возрасту Вселенной около 2 миллиардов лет), в котором показано прямое воздействие излучения квазара на межзвёздную среду галактики-компаньона. Наблюдения, полученные с помощью телескопов VLT/X-shooter, Subaru, а также интерферометров NOEMA и ALMA (c высоким пространственным разрешением <0.2 угловых секунды) показывают, что галактика-компаньон и родительская галактика квазара, расположенные на расстоянии порядка нескольких кпк друг от друга, сближаются со скоростью порядка 500 км/с, и имеют массы молекулярного газа и звёздного населения порядка 10^10 и 10^11 масс Солнца, соответственно. При этом луч зрения на квазар (а следовательно, и конус-излучения квазара) пронизывает галактику-компаньон, что позволяет получить, используя абсорбционные спектры, детальную информации о нейтральном и молекулярном газе в галактике-компаньоне, находящимся под сильным влиянием излучения квазара. Данные VLT/X-shooter показывают, что молекулярный газ на луче зрения находится в поле УФ излучения в >1000 раз выше, чем поле Матиса (соответствующее значению в МЗС около Солнца), и с плотностью ∼ 10^5 – 10^6 см^(–3), что на несколько порядков больше, чем значения для диффузного газа, который обычно детектируется в абсорбции. Мы делаем вывод, что практически весь газ галактики-компаньона, попавший в конус излучения квазара, переведён в режим фотоионизационной/фотодиссоционной областей (наблюдаемых локально в молекулярных облаках вблизи молодых горячих звёзд), при этом значительная часть молекулярного газа, подверглась фотодиссоциации, оставив после себя лишь плотные и компактные фрагменты. Представленные наблюдения показывают важную роль крупных слияний галактик как для процесса формирования квазаров, так и радикального изменения внутренней структуры газа в областях, подвергшихся прямому воздействию излучения квазара. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 23-12-00166.