Evidenze di una emissione d’urto di carbonio ionizzato in NGC 7479


Le osservazioni SOFIA della galassia a spirale barrata, NGC 7479, sono state in grado di separare l’emissione di carbonio ionizzato CII potenziata dallo shock da quella associata alla formazione stellare, ricordandoci che è importante considerare più meccanismi quando si studia l’emissione CII nelle galassie con nuclei attivi.

Le osservazioni nell’infrarosso rivelano che il 70% delle galassie a spirale presentano strutture a barre. Poiché questa percentuale diminuisce a redshift più elevati, è probabile che la barra si formi tardi nella vita di una galassia. La fusione con galassie più piccole gioca un ruolo importante nell’evoluzione delle barre, che incanalano efficientemente il gas verso i nuclei e alimentano la crescita dei buchi neri centrali. Questi processi portano alla formazione di Nuclei Galattici Attivi (AGN). Quando i nuclei iniziano ad energizzare il mezzo circostante tramite venti, getti e radiazioni, innescano la formazione di stelle e sopprimono l’ulteriore afflusso facendo uscire il gas, un processo generalmente noto come feedback AGN.

Nel caso di NGC 7479, la forma asimmetrica dei bracci è probabilmente dovuta a un episodio di fusione rivelato dai resti lungo la barra e dalle corsie di polvere attraverso la barra. Tuttavia, la caratteristica più peculiare di questa galassia è la presenza dei cosiddetti “contro-bracci”, che sono chiaramente visibili nelle osservazioni radio con una curvatura opposta alla normale struttura a spirale vista nell’immagine ottica (vedi figura in alto).

La morfologia dei contro-bracci è probabilmente legata a getti provenienti dall’AGN nascosto al centro della barra. La materia scorre lungo i getti e si scontra con densi ammassi di gas. Il momento viene trasferito al gas lungo l’asse della barra, cambiando gradualmente la direzione del getto man mano che la componente della velocità lungo la barra diminuisce. Quando il getto esce dalla barra ed entra nella regione meno densa del disco, la direzione del getto rimane costante.

SOFIA ha osservato l’intera struttura della barra e del contro-braccio di NGC 7479 con il Far Infrared Field-Imaging Line Spectrometer (FIFI-LS) per studiare la distribuzione e l’intensità della linea CII a 157,7 micron. Questa è la prima osservazione completa di CII di una barra di galassie mai fatta.

Lo studio SOFIA conclude che la maggior parte dell’emissione di CII proviene dal gas molecolare lungo la barra. Tuttavia, l’emissione dalle estremità della struttura del contro-braccio è più complessa.

Ogni pannello laterale dell’immagine (vedi figura in alto) mostra molte stelle giovani blu, ma le posizioni relative di queste stelle sono diverse rispetto alla punta dell’emissione radio. L’estremità settentrionale (pannello a destra in alto) mostra una struttura a bolla di giovani stelle brillanti, ma l’estremità meridionale (pannello sinistro in alto) è solo parzialmente circondata.

Questo suggerisce che l’estremità meridionale del getto è stata in grado di sfuggire al disco della galassia e di espandersi nel gas molecolare a bassa densità dell’alone, dove è molto meno probabile che inneschi la formazione di nuove stelle.

Inoltre, la diagnostica all’infrarosso mostra che l’emissione CII è compatibile con la formazione stellare nella regione settentrionale, ma molto più intensa di quanto ci si aspetti dalla formazione stellare nella regione meridionale (vedi grafico qui sopra). Questo eccesso di emissione CII ha probabilmente origine nel gas molecolare caldo scosso e riscaldato dall’interazione del getto radio che forma i controbracci con il mezzo interstellare della galassia.

Queste osservazioni SOFIA stanno aiutando a interpretare gli studi di galassie lontane in cui la linea CII è redshifted nella banda radio e generalmente appaiono come sorgenti puntiformi quando osservate con ALMA. Senza il contesto strutturale fornito da galassie vicine come NGC 7479, l’intensità della linea CII potrebbe essere usata come un proxy semplicistico per il tasso di formazione stellare, senza sapere come altre fonti di energia possano contribuire all’emissione CII.


Maggiori informazioni:

Leggi “C II and CO Emission along the Bar and Counter-arms of NGC 7479”, Fadda Dario et al., 2021/03, ApJ, 909, 204.

Fonte