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Il James Webb Space Telescope svela nuove sorprese sulle molecole organiche galattiche vicino ai buchi neri

Das James-Webb-Weltraumteleskop enthüllt neue Überraschungen zu galaktischen organischen Molekülen in der Nähe von Schwarzen Löchernastronomia e astrofisica (2022). DOI: 10.1051/0004-6361/202244806″ width=”800″ height=”529″/>

Mappe della regione centrale ∼6″ di NGC 7469, che comprende l’AGN e l’anello circumnucleare di formazione stellare. Immagine in alto a sinistra: a colori e con contorni neri è l’immagine sottratta JWST/F770W PSF (principalmente tracciando la banda PAH di 7,7 μm). Le regioni nere (s1, s2, s3, s4, s5, s6 e s7) corrispondono a zone in orbita centrale selezionate di NGC 7469. Le regioni rossa e blu (o1, o2, o3, o4, o5 e o6) si trovano nella regione di deflusso. La linea verde rappresenta l’orientamento della barra del gas molecolare nucleare. Le linee grigie corrispondono all’area di deflusso approssimativa sec [S IV]Mappa della velocità λ10,51 μm (vedi Appendice B). Il riquadro bianco rappresenta il JWST/MRS ch1 FoV (3,2″ × 3,7″), che è praticamente identico alla risoluzione angolare Spitzer/IRS. La stella marrone corrisponde alla posizione approssimativa della supernova radio SN 2000 piedi (Colina et al. 2001). Immagine in alto a destra: JWST/MRS 6,2 μm PAH mappa della banda derivata utilizzando un continuum locale (vedi testo). Campo in basso a sinistra: [Ar II]Mappa delle emissioni di λ6,99 μm. In basso a destra: rapporto PAH 11,3/6,2 μm utilizzando continui locali (vedi testo). I contorni della banda PAH da 6,2 μm sono mostrati in nero. La regione centrale corrisponde a questo rapporto IPA nello spettro centrale. Tutte le immagini vengono visualizzate su una scala di colori lineare. Il nord è in alto e l’est è a sinistra e gli offset vengono misurati rispetto all’AGN. Riconoscimento: Astronomia e astrofisica (2022). DOI: 10.1051/0004-6361/202244806

La ricerca, guidata dall’Università di Oxford, è la prima del suo genere a studiare minuscole molecole di polvere nella regione centrale delle galassie attive utilizzando le prime osservazioni del James Webb Space Telescope (JWST). Lo studio è la prima pubblicazione del Regno Unito a utilizzare i dati spettroscopici del Mid-Infrared Instrument (MIRI) di JWST e affronta una delle più grandi sfide dell’astrofisica moderna: capire come si formano e si evolvono le galassie.

Minuscole molecole di polvere note come idrocarburi policiclici aromatici (IPA) sono tra le molecole organiche più abbondanti nell’universo e sono importanti strumenti astronomici. Ad esempio, si pensa che siano gli elementi costitutivi di base dei composti prebiotici che potrebbero aver svolto un ruolo chiave nell’origine della vita. Le molecole IPA producono bande di emissione estremamente luminose nell’infrarosso quando illuminate dalle stelle, consentendo agli astronomi non solo di tracciare l’attività di formazione delle stelle, ma anche di usarle come barometri sensibili delle condizioni fisiche locali.

Questa nuova analisi, guidata dal Dr. Ismael García-Bernete del Dipartimento di Fisica dell’Università di Oxford ha utilizzato gli strumenti all’avanguardia di JWST per caratterizzare per la prima volta le proprietà degli IPA nella regione centrale di tre galassie attive luminose. Lo studio si è basato sui dati spettroscopici del MIRI di JWST, che misura specificamente la luce nell’intervallo di lunghezze d’onda di 5-28 micron. I ricercatori hanno quindi confrontato le osservazioni con le previsioni teoriche per queste molecole.

Sorprendentemente, i risultati contraddicevano studi precedenti che avevano previsto che le molecole di IPA sarebbero state distrutte vicino al buco nero al centro di una galassia attiva. Invece, l’analisi ha rivelato che le molecole di IPA possono effettivamente sopravvivere in questa regione, anche dove fotoni molto energetici potrebbero potenzialmente farle a pezzi. Una possibile ragione potrebbe essere che le molecole nella regione centrale sono protette da grandi quantità di gas molecolare.

Ma anche dove le molecole di IPA sono sopravvissute, i risultati hanno mostrato che i buchi neri supermassicci nel cuore delle galassie hanno avuto un impatto significativo sulle loro proprietà. In particolare, è aumentata la proporzione di molecole più grandi e neutre, suggerendo che le molecole PAH più fragili, piccole e cariche, potrebbero essere state distrutte. Ciò pone seri limiti all’utilizzo di queste molecole IPA per studiare la velocità con cui una galassia attiva sta formando nuove stelle.

“Questa ricerca è di grande interesse per la più ampia comunità di astronomia, in particolare per quella focalizzata sulla formazione planetaria e stellare nelle galassie più lontane e deboli”, ha affermato il dott. Garcia-Bernete. “È incredibile immaginare che possiamo osservare molecole di IPA nella regione centrale di una galassia e il passo successivo è analizzare un campione più ampio di galassie attive con proprietà diverse. Questo ci permette di capire meglio come e quali molecole di IPA sopravvivono alle loro proprietà specifiche nella regione centrale. Questa conoscenza è fondamentale per utilizzare gli IPA come strumento accurato per caratterizzare l’estensione della formazione stellare nelle galassie e quindi l’evoluzione delle galassie nel tempo”.

Lo studio è stato pubblicato in astronomia e astrofisica.


Una nuova immagine di Webb mostra la galassia NGC 1365, nota per avere un buco nero supermassiccio che si alimenta attivamente


Maggiori informazioni:
I. García-Bernete et al., Una vista ad alta risoluzione dell’emissione di IPA nelle galassie di Seyfert utilizzando dati JWST/MRS, Astronomia e astrofisica (2022). DOI: 10.1051/0004-6361/202244806

Fornito dall’Università di Oxford

Citazione: Il telescopio spaziale James Webb svela nuove sorprese di molecole organiche galattiche vicino ai buchi neri (2022, 11 ottobre) Estratto il 12 ottobre 2022 da https://phys.org/news/2022-10-james-webb -space-telescope-reveals. html

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