Spectre soustrait au continu de la raie d'émission CO(3−2) dans le PDS 456, extrait d'une région circulaire de rayon 1 arcsec. Le panneau (a) montre la densité de flux intégrée en fonction de la vitesse, correspondant à une région circulaire de 1 arcsec de rayon centrée sur la position QSO. La largeur du canal est de 30 km/s. L'encart (b) montre une vue agrandie des ailes à grande vitesse dans le profil de la ligne CO(3−2). Crédit :Bischetti et al., 2019.
En utilisant l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) au Chili, les astronomes ont détecté un écoulement moléculaire à l'échelle de la galaxie du quasar PDS 456. Les résultats sont présentés dans un article publié le 25 mars sur arXiv.org, dans lequel les auteurs étudient les propriétés de cet écoulement.
Alimenté par des trous noirs supermassifs (SMBH), quasars, ou les objets quasi-stellaires (QSO) sont des noyaux galactiques actifs extrêmement lumineux (AGN) avec des luminosités même des milliers de fois supérieures à celle de notre galaxie de la Voie lactée. La plupart des quasars sont connus pour éjecter d'énormes quantités de matière dans leurs galaxies hôtes. D'où, la détection et l'observation de tels flux pourraient fournir des indications importantes sur l'évolution des galaxies.
À un décalage vers le rouge de 0,18 et avec une luminosité bolométrique d'environ 100 quattuordécillions erg/s, PDS 456 est le quasar radio-silencieux le plus lumineux de l'univers local. La présence généralisée de flux sortants dans ce quasar, avec sa relative proximité et sa luminosité élevée, en font un candidat idéal pour étudier les écoulements moléculaires et les effets de l'activité des quasars sur le milieu interstellaire hôte-galaxie.
Un groupe d'astronomes dirigé par Manuela Bischetti de l'Observatoire de Rome, Italie, a effectué des observations ALMA du continuum de 1 mm et de la raie d'émission de CO (3−2) dans le PDS 456. Ces observations ont permis de détecter plusieurs touffes décalées vers le bleu atteignant environ 16, 000 années-lumière du noyau, qui a révélé la présence d'un grand écoulement moléculaire à l'échelle de la galaxie dans ce quasar.
"Le profil de la ligne d'émission de CO (3−2) montre une queue décalée vers le bleu (dont la densité de flux est d'environ 1/60 du pic de la ligne), s'étendant jusqu'à v ~−1000 km/s, et une aile décalée vers le rouge à v <600 km/s associé à un gaz moléculaire sortant. L'écoulement est caractérisé par une morphologie complexe, comme plusieurs touffes avec une vitesse décalée vers le bleu sont détectées sur une large région jusqu'à environ 5 kpc du noyau, " ont écrit les astronomes dans le journal.
Les observations ont révélé que cette sortie a une masse totale d'environ 250 millions de masses solaires et un taux de sortie de masse d'environ 290 masses solaires par an. Ces valeurs indiquent qu'il s'agit d'un flux sortant remarquablement faible pour un quasar aussi lumineux que le PDS 456, dans lequel l'un des écoulements ultra-rapides (OVNI) les plus rapides et les plus énergétiques avait été détecté.
Par ailleurs, les chercheurs ont calculé que l'échelle de temps d'épuisement du gaz moléculaire dans PDS 456 est à un niveau d'environ 8 millions d'années, ce qui est environ quatre à dix fois plus court que la vitesse à laquelle le gaz moléculaire est converti en étoiles. Cette, selon l'étude, indique une possible extinction de l'activité de formation d'étoiles dans la galaxie hôte dans un court laps de temps.
La recherche a également souligné que le temps nécessaire à l'OVNI pour fournir l'énergie mesurée pour le flux moléculaire dans le PDS 456 est environ deux fois plus court que celui des noyaux galactiques actifs à des luminosités bolométriques inférieures. Cela peut suggérer que l'OVNI dans le quasar étudié a été observé dans sa phase d'explosion, ou que la phase moléculaire n'est pas représentative de l'énergie totale de sortie dans les sources hyperlumineuses. En tout, d'autres études du PDS 456 devraient être menées afin de vérifier ces hypothèses.
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