Astronomen vom Steward Observatory in Arizona und anderswo berichten über die Entdeckung einer Struktur, die aus einem quasi-stellaren Objekt (QSO) und einer staubigen Sternentstehungsgalaxie (DSFG) besteht, die durch eine Brücke aus ionisiertem Kohlenstoff verbunden sind. Die Entdeckung dieses einzigartigen Systems wurde in einem Artikel detailliert beschrieben veröffentlicht 11. November auf dem Preprint-Server arXiv.
Quasare oder quasi-stellare Objekte (QSOs) sind aktive galaktische Kerne (AGN) mit sehr hoher Leuchtkraft, die von supermassereichen Schwarzen Löchern (SMBHs) angetrieben werden und elektromagnetische Strahlung aussenden, die im Radio-, Infrarot-, sichtbaren, ultravioletten und Röntgenwellenlängenbereich beobachtet werden kann. Sie gehören zu den hellsten und am weitesten entfernten Objekten im bekannten Universum und dienen als grundlegende Werkzeuge für zahlreiche Studien in der Astrophysik und Kosmologie.
Studien zeigen, dass Verschmelzungen bedeutende Auslöser von Quasaraktivität und Sternentstehung sein können, da bis zur Hälfte der Population leuchtender Quasare mit hoher Rotverschiebung mit großen Verschmelzungsereignissen in Verbindung gebracht werden. In einigen Fällen verschmelzen Quasare mit hoher Rotverschiebung mit staubigen sternbildenden Galaxien (DSFGs). Obwohl solche Systeme selten zu finden sind, werden sie von Astronomen als wesentlich für die Untersuchung der Koevolution von Galaxien und Quasaren während der Reionisierungsepoche angesehen.
Jetzt hat ein Team von Astronomen unter der Leitung von Yongda Zhu vom Steward Observatory eine neue Fusion dieser seltenen Art entdeckt. Mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) beobachteten sie 21 Quasare und analysierten die Emission ionisierten Kohlenstoffs ([C II] 158 µm Emissionslinie) fanden sie heraus, dass eine von ihnen, bekannt als J1133+1603, mit einer kompakten und von Staub verdeckten Galaxie verbunden ist, die die Bezeichnung J1133c erhielt.
„ALMA-Beobachtungen offenbaren eine herausragende [C II] „Brücke, die den Quasar und DSFG verbindet, was auf eine anhaltende Wechselwirkung bei einem projizierten Abstand von 1,8“ (∼10 kpc) hinweist“, erklärten die Forscher.
Das System hat eine Rotverschiebung von 5,63 und der Begleiter DSFG scheint südöstlich des Quasars zu liegen, etwa 32.600 Lichtjahre von ihm entfernt. Im Vergleich zu anderen gut untersuchten Quasar-DSFG-Paaren ist dies ein relativ geringer Abstand zwischen den beiden Objekten.
Laut der Studie deutet die C II-Brücke, die J1133+1603 und J1133c verbindet, auf eine aktive Interaktion und damit auf einen laufenden Fusionsprozess hin. Dieses Szenario wird durch die Entdeckung einer ausgedehnten Emission nördlich des Quasars weiter gestützt.
Darüber hinaus ergab die Analyse der C II-Emission, dass J1133c eine Leuchtkraft von 14,3 Billionen Erg/s aufweist. Dies ist eine fast fünfmal höhere Leuchtkraft als die des Quasars, was auf eine intensive Sternentstehung oder potenzielle Aktivität eines aktiven galaktischen Kerns (AGN) schließen lässt. Im Allgemeinen ist C II eine der hellsten Emissionslinien sternbildender Galaxien und ein hervorragender Indikator für die Sternentstehung.
Die Beobachtungen ergaben auch, dass J1133c eine relativ kompakte Morphologie sowohl seines Staubkontinuums als auch seiner C II-Emission aufweist und dass seine Sternentstehungsrate auf etwa 1.000 Sonnenmassen pro Jahr geschätzt wurde. Die Autoren des Papiers gehen davon aus, dass eine derart intensive Sternentstehung und die potenzielle AGN-Aktivität in J1133c auf einen laufenden Fusionsprozess zurückzuführen sein könnten.
Weitere Informationen:
Yongda Zhu et al., Entdeckung eines einzigartigen engen Quasar-DSFG-Paares, verbunden durch a [C II] Brücke bei z=5,63, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2411.06698
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