Formação estelar e emissão de poeira em núcleos ativos de galáxias
Resumo
A energia proveniente de Núcleos Ativos de Galáxias (AGN) é atribuída ao processo de
acreção de matéria a um Buraco Negro Supermassivo (SMBH) central. Escoamentos de gás em
direção ao centro das galáxias (Inflows de gás) podem originar o AGN, mas também podem
representar o acúmulo de matéria na região central necessário para desencadear a formação
estelar em escalas de centenas de parsecs. Este trabalho apresenta um estudo sobre a formação
estelar circumnuclear para a galáxia Seyfert 1 Mrk 42 e uma caracterização da emissão de
poeira no núcleo de uma amostra de 15 galáxias Seyferts, dessa forma relaciona processos
intrínsecos do AGN com propriedades de regiões de formação estelar. Foram utilizados dados
de espectroscopia de campo integral no infravermelho próximo (bandas J, H e K), obtidos com
o instrumento NIFS (Near-infrared Integral Field Spectrograph) instalado no telescópio Gemini
Norte. A galáxia Mrk 42 apresenta um anel de regiões de formação estelar em torno do núcleo
com raio de ≈300 pc, claramente observado nas distribuições de fluxos das linhas de emissão do
infravermelho. Dois cenários principais foram propostos para a formação de anéis de formação
estelar em galáxias: o cenário pop corn, onde o material que chega na região central é acumulado
no anel e forma aglomerados estelares em posições aleatórias sem uma sequência de idades e
o pearls on a string, para o qual o gás se acumula no anel formando regiões de densidades
elevadas e há movimento da formação estelar ao longo do anel, observando-se uma sequência
de idades para as regiões formadas. Baseado em medidas para a largura equivalente de Br
encontramos evidências de gradientes de idades para as regiões de formação estelar ao longo
do anel de Mrk 42, favorecendo o cenário pearls on a string. A largura a meia altura (FWHM)
da componente larga da linha de emissão do Pa medida no espectro nuclear é ≈1 480 kms−1,
implicando em uma massa de ≈ 2, 5 × 106 M⊙ para o SMBH central. Com base nas razões de
linhas de emissão, concluímos que além do núcleo galáctico ativo, Mrk 42 apresenta atividade de
formação estelar no núcleo. A cinemática do gás é dominada por rotação no plano da galáxia,
sendo bem reproduzida por um modelo de disco em rotação. Entretanto, para a região central
(interna ao anel) observa-se uma componente adicional provavelmente originada por outflows do
AGN. Com o objetivo de estudar a emissão de poeira nuclear de galáxias Seyferts, ajustamos
o contínuo nuclear para 15 galáxias Seyferts a partir de observações nas bandas J e K. A
partir dos ajustes obtemos a contribuição devido as componentes de lei de potência e função de
corpo negro, atribuídas a emissão do disco de acreção e ao toroide de poeira, respectivamente.
Obtivemos valores para a temperatura que vai de 800 e 1 350 K e derivamos massas de poeira
quente entre 3,19×10−4 a 5,38×10−1 M⊙. Observa-se uma pequena tendência de que haja um
número maior de galáxias Seyferts 1 com maiores valores para a massa de poeira quente do que
em galáxias Seyferts 2. Observa-se uma correlação entre a luminosidade bolométrica do AGN
e a massa de poeira quente, indicando que o AGN é o agente responsável pelo aquecimento da
poeira. A amostra utilizada para estudar a emissão de poeira é pequena e deverá ser complementada
em trabalhos futuros, assim como uma melhor comparação com resultados da literatura
se faz necessária.
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