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AGN ‘doppi’ mascherati dal merger galattico

Una coppia di nuclei galattici attivi (Active Galactic Nuclei, AGN), un sorta di prodotto intermedio del processo di fusione (galaxy merger) di due galassie, dà agli astronomi una migliore comprensione di ciò che succede quando, per l’appunto, due galassie entrano in collisione. Tuttavia, poichè la separazione angolare dei due nuclei galattici è molto piccola, trovare questi sistemi è molto complicato. Oggi, però, in un recente studio un gruppo di ricercatori propone una nuova tecnica che permette di identificare AGN doppi. I risultati sono riportati su Astrophysical Journal.

Immagine VLA dell’intensità totale del flusso nel caso dell’oggetto J1023+3243. Questo sistema è un AGN doppio confermato, dato che i due nuclei radio compatti sono ben separati e quindi identificabili. Credit: Müller-Sánchez et al. 2015

Un approccio che di solito viene utilizzato per identificare nuovi candidati AGN doppi è quello di cercare dei segnali negli spettri delle galassie attive. Sappiamo che la luce viene emessa dal gas ionizzato nella cosiddetta “narrow-line-region” (NRL), cioè quella regione dello spazio che si estende da poche centinaia di parsec fino a circa 30 Kpc dal nucleo centrale. Per un AGN doppio, lo “spettro medio” emesso da questa regione appare con un doppio picco a causa del moto dei due nuclei che ruotano l’uno attorno all’altro. Ma c’è un problema con questa tecnica: altri processi producono righe di emissione strette che mostrano anch’esse un picco doppio, il che ricorda il comportamento della coppia di nuclei galattici. Questi processi comprendono, tra gli altri, la rotazione del gas ionizzato del disco galattico e il moto dei getti radio emessi dal nucleo galattico. I ricercatori, guidati da Francisco Müller-Sánchez dell’Università del Colorado a Boulder, sostengono che se si combinano le osservazioni radio con la tecnica delle spettroscopia ad alta risoluzione è possibile, in linea di principio, discriminare tra queste due possibili casistiche. Per mettere alla prova questo metodo, gli astronomi hanno esaminato un campione di 18 AGN selezionati dalla Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Questi nuclei galattici sono stati precedentemente identificati come candidati AGN doppi a seguito dell’analisi delle righe di emissione strette che presentano il doppio picco. Gli autori hanno ricavato sia i dati della spettroscopia che quelli radio dalle osservazioni realizzate con il Very Large Array (VLA). I dati sono stati poi combinati per identificare le cause della presenza del doppio picco nelle righe di emissione.

Immagine VLA dell’intensità totale del flusso nel caso dell’oggetto J0009–0036. In questo caso, il sistema contiene due getti radio che determinano l’emissione radio estesa. Credit: Müller-Sánchez et al. 2015

I risultati suggeriscono che: a) il 15% sono AGN doppi; in questi casi, i nuclei radio che appaiono ben distinti sono visibili nelle immagini del VLA ma i loro spettri sono simili a quelli di un singolo AGN; 2) il 75% esibiscono righe con il doppio picco a causa della cinematica del gas che comprende i getti, le regioni dinamiche NLR e i flussi di radiazione dovuti alla presenza di venti; i getti sono identificati dalla loro emissione radio estesa e dagli spettri più ripidi mentre le regioni NLR e i flussi di radiazione sono identificati dalla mancanza di nuclei radio aggiuntivi o dall’emissione estesa e dalla morfologia dei loro spettri; 3) solo due casi dei 18 risultano ambigui e perciò non è possibile classificarli. Ad ogni modo, gli autori concludono che il loro metodo rappresenta un potente strumento d’indagine che permette di identificare gli AGN doppi la cui separazione angolare risulta molto piccola.

Astrophysical Journal: THE ORIGIN OF DOUBLE-PEAKED NARROW LINES IN ACTIVE GALACTIC NUCLEI. I. VERY LARGE ARRAY DETECTIONS OF DUAL AGNs AND AGN OUTFLOWS
arXiv: The Origin of Double-Peaked Narrow Lines in Active Galactic Nuclei I: Very Large Array Detections of Dual AGNs and AGN Outflows 

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