加州大学欧文分校和其他机构的一组天文学家率先从詹姆斯韦伯太空望远镜接收数据传输,正在利用前所未有的清晰观测来揭示星系的秘密内部运作。

团队分析了黑洞主导的星系核与周围恒星形成区域之间的相互作用

在今天发表在TheAstrophysicalJournalLetters上的一篇论文中(目前在arXiv上可用),研究人员描述了他们使用JWST的超灵敏中红外探测仪器对附近星系NGC7469的检查。他们对超大质量黑洞主导的活跃星系核与围绕它的恒星形成星系区域之间的相互作用进行了迄今为止最详细的分析。

“我们在这个系统中看到的东西让我们感到惊讶,”主要作者VivianU说,她是UCI物理学和天文学助理研究科学家,也是13个JWST早期发布科学团队的成员。“正面观察这个星系,我们不仅可以看到来自超大质量黑洞的风吹向我们的方向,还可以看到非常靠近中央活动星系核的风引起的气体‘激热’,这是我们没想到能够如此清楚地辨别。”

U指出,当来自星系中心黑洞的风推动周围的致密气体时,激波加热就会发生,从而产生激波前沿,将能量沉积到星际介质中。她说,这种效应可能会以两种相反的方式影响恒星形成。通过将气体压缩成分子形式,它可以促进新恒星的诞生,或者来自银河风的过强反馈过程可以通过摧毁恒星托儿所来阻止诞生。

根据U,NGC7469是一个Seyfert星系,其活动中心拥有一个超大质量黑洞和一个恒星形成区环。几十年来,天文学家一直试图研究这些系统的详细动力学,这些系统约占所有星系的10%,但在它们的中心通常有大量尘埃,这使这项工作成为一项挑战。对于这项研究,JWST让U和她的合著者能够了解尘埃面纱背后的东西。

使用望远镜的6.5米镜子和先进的工具套件,包括中红外仪器,研究人员能够绘制出几条关键的电离和分子气体发射线,让天文学家了解星际介质的状况——气体、尘埃和存在于星系中恒星系统之间的辐射——精确定位星暴环内的恒星形成区域。他们还检测到“蓝移”的电离气体高速流出,这意味着它正朝着观察者的方向移动,而不是向相反的方向移动。

“JWST的中红外仪器新实现的中红外积分场光谱能力现在让我们不仅可以看到尘埃背后的东西,还可以看到我们以前在这些地方看不到的非常小的尺度上的东西是如何移动的波长,”U说。

“我们现在有一个更连贯的画面——至少在这个系统中——关于活跃的星系核如何驱出气体以及它如何影响周围的物质,”她补充道。“我们看到了黑洞驱动的风将能量倾倒到星际介质中的明确迹象。”

U说,NGC7469的动荡动力学的一个重要贡献者是它正在与第二个星系合并。

“与另一个星系的相互作用意味着星系物质由于潮汐力而四处移动,当角动量消失时,它们会向星系系统的中心移动。这个过程往往会使星系中心尘土飞扬,”她解释。“这就是为什么你需要像JWST上的仪器这样的仪器,让我们能够透过尘埃观察并促进我们对合并星系的尘埃核心的理解。”

今天的出版物是U和她的合作者分析JWST早期发布科学计划第1328号数据的一系列论文中的第一篇。据U称,来自JWST的壮观成像和光谱数据提供了对星系如何通过合并机制演化,并使她的团队能够深入研究附近合并星系中恒星形成、黑洞生长和反馈的物理学。

主要研究人员包括加州理工学院红外处理与分析中心的U、LeeArmus和弗吉尼亚国家射电天文台的AaronEvans。该研究基于詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测结果,该望远镜由美国宇航局、欧洲航天局和加拿大航天局联合运营。