XRISM раскрыл механизм запуска сверхбыстрых ветров в активном ядре NGC 4151

Международная команда астрофизиков представила результаты длительного наблюдения активного галактического ядра NGC 4151 с помощью рентгеновского спектрометра Resolve, установленного на борту обсерватории XRISM. Работа опубликована на arXiv и описывает переменность аккреционных дисковых ветров в этой галактике.

NGC 4151 — известная сейфертовская галактика первого типа, которую также относят к кандидатам в меняющие облик активные ядра. Для изучения её ветров было проведено 14 сеансов наблюдений общей длительностью 0,9 мегасекунды (около 10,4 суток) в течение 395 дней. Учёные проанализировали, как параметры ветров зависят от жёсткости и интенсивности излучения, а также от времени относительно вспышек и падений светимости.

Оказалось, что медленные компоненты так называемого тёплого поглотителя со скоростями 100–1000 км/с присутствуют всегда. Они, вероятно, представляют собой неудавшиеся ветры, которые не могут покинуть систему из-за недостатка энергии. Эти компоненты расположены на расстоянии 10^4–10^5 гравитационных радиусов от сверхмассивной чёрной дыры, вблизи внутренней стенки пылевого тора.

В отличие от них, очень быстрые и сверхбыстрые истечения со скоростями от 10^3 до 10^4 км/с и от 0,033 до 0,33 скорости света достигают максимальной силы примерно через 10 тысяч секунд после пика вспышек, а также в периоды низкого потока. Такая задержка — одна из самых коротких, когда-либо зарегистрированных для корреляции вспышек и ветров в активных ядрах галактик. Это указывает на то, что ветры наблюдаются вблизи их места запуска.

Анализ распределения столбцовых плотностей поглощения и больших темпов потери импульса позволил сделать вывод о природе высокоскоростных потоков в линии Fe K. Судя по всему, они имеют магнитное происхождение, а их локальная неоднородность объясняется давлением излучения. Один или оба этих механизма могут усиливаться после вспышек и становятся наиболее заметными в окнах низкой светимости.

Исследование вносит важный вклад в понимание того, как аккреция вещества на сверхмассивную чёрную дыру связана с выбросом энергии и вещества в окружающее пространство. Полученные данные помогают уточнить модели обратной связи между активным ядром и галактикой в целом.