Учёные раскрыли параметры ионизированных выбросов активного ядра NGC 4051
Активные ядра галактик (АЯГ) — одни из самых мощных источников во Вселенной. Их выбросы способны влиять на окружающую среду вплоть до масштабов галактики. Однако точные параметры этих выбросов долгое время оставались неопределёнными из-за так называемого вырождения между плотностью и расстоянием в моделях фотоионизации.
В новом исследовании учёные проанализировали совместные наблюдения рентгеновских телескопов XMM-Newton и NuSTAR за ярким и переменным АЯГ NGC 4051. Благодаря высокому потоку излучения удалось применить метод время-разрешённой спектроскопии: весь сеанс длительностью 160 тысяч секунд разбили на 37 коротких интервалов.
Каждый спектр был смоделирован с помощью устройства TEPID (Time-Evolving PhotoIonisation Device), которое описывает временную эволюцию ионизации газа. Это позволило измерить плотность и расстояние для трёх основных ионизированных поглотителей.
Для поглотителя с наибольшей непрозрачностью и промежуточной ионизацией получены плотность 10^7 см?? и расстояние 10^4 гравитационных радиусов от центральной чёрной дыры. Такое расстояние совпадает с областью широких оптических и ультрафиолетовых линий, а также с рентгеновскими линиями излучения.
Самый быстрый и наиболее ионизированный поглотитель находится на расстоянии менее 600 гравитационных радиусов — там же, где широкая компонента линии Fe K?. Напротив, самый медленный и наименее ионизированный компонент расположен на расстоянии не менее 3,8·10^5 гравитационных радиусов, рядом с холодным тором и узкой линией Fe K?.
Общая мощность энерговыделения выбросов составляет менее 10?? от болометрической светимости ядра. Это означает, что механическое воздействие потоков на родительскую галактику пренебрежимо мало, а основная обратная связь, вероятно, реализуется через другие механизмы.
Метод временной эволюции фотоионизации позволяет снять ключевое вырождение и в будущем точнее определять параметры выбросов в других активных ядрах, что важно для моделей эволюции галактик.
