[論文レビュー] A barred spiral at the centre of the giant elliptical radio galaxy Centaurus A

I. F. Mirabel, O. Laurent+8 more|arXiv (Cornell University)|Oct 26, 1998

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、中心銀河である巨大楕円銀河であるセントaurusAの中心部に、直径5 kpcのばりーすピローア構造が中赤外線およびサブミリ波長観測によって明らかにされた。このばりーすピローア構造は、視線方向から約18°傾いているが、安定したガスを豊富に含む構造であり、過去の吸収イベントに由来する潮汐デブリから形成されたもので、質量およびサイズはM33と同等である。この構造は中心のAGNへガスを誘導する可能性が高く、ばりーすピローアが楕円銀河の主星に内蔵された『共生』銀河系を形成していると考えられる。

ABSTRACT

We report observations at mid-infrared and sub-millimeter wavelengths of Centaurus A (CenA, NGC 5128), the giant elliptical galaxy that harbors the closest radio loud Active Galactic Nucleus (AGN) to Earth. The dust emission from the deep interior of CenA reveals a bisymmetric structure with a diameter of 5' (5 kpc), centred at the AGN. This structure is remarkably similar to that of a barred spiral galaxy, with the bar lying in a plane that is tilted ~18 degrees from the line of sight. The true nature of the distribution of dust in the inner regions of CenA is noticeably displaced from the more chaotic and widespread optical obscuration. The barred spiral is a quasi-stable structure formed at the center of the giant elliptical from the tidal debris of a gas-rich object(s) accreted in the past 10^9 years. The total size and mass of interstellar gas in the barred spiral at the center of CenA is comparable to the small Local Group spiral galaxy Messier 33. The observation of this remarkable structure opens the more general question on whether the dusty hosts of giant radio galaxies like CenA, are "symbiotic" galaxies composed of a barred spiral inside an elliptical, where the bar serves to funnel gas toward the AGN.

研究の動機と目的

• セントaurusAの中心領域におけるダストとガスの分布の性質を調査すること。
• CenAにおける複雑な遮蔽が、構造的で安定した成分に起因するのか、混沌としたデブリに起因するのかを特定すること。
• CenAの内側5 kpcで観測された大規模な、二重対称性を持つダスト構造の起源と安定性を調査すること。
• 巨大楕円銀河に存在するこのようなばりーすピローアが一般的であるか、AGN活動の駆動に果たす役割があるかを評価すること。
• 巨大楕円銀河内に質量の大きな星間ガスの貯留を有するばりーすピローアが及ぼす意味を評価すること。

提案手法

• 冷たいダスト放射をトレースするために、中赤外線およびサブミリ波長の観測が用いられ、光学的遮蔽を貫通した。
• ダスト放射の構造を分析し、対称性、方位、運動学的特徴を特定することで、二重対称性を示すバー状の形態が判明した。
• バーの傾きを視線方向に対して測定し、約18°の傾きが得られた。
• M33のような既知のスパイラル銀河と比較することで、ばりーすピローア内の星間ガスの総質量とサイズを推定した。
• 動力学的モデリングにより、構造は準安定的であり、ガスを豊富に含む物体の潮汐デブリから形成されたと示唆された。
• ダスト分布を光学的遮蔽と比較することで、それとは明確に異なり、より組織立った構造であることが示された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 セントaurusAの中心5 kpcにおけるダスト分布の真の性質は何か？
• RQ2 観測された二重対称性を持つダスト構造は、安定的で組織立った特徴であるのか、一時的で混沌とした分布であるのか？
• RQ3 CenAの中心部におけるガスおよびダストの起源は何か？
• RQ4 ばりーすピローアの存在が、中心のAGNへのガス供給にどのように影響するか？
• RQ5 CenAにおけるばりーすピローアは、巨大電波銀河における広範な「共生」銀河のクラスの一例として代表的であるだろうか？

主な発見

• 中赤外線およびサブミリ波長のダスト放射を用いた観測により、セントaurusAの中心部に直径5 kpcの二重対称性を持つばりーすピローア構造が検出された。
• バーは視線方向から約18度傾いているため、銀河の平面でほぼ正面から観測されていると示唆される。
• ばりーすピローア内の星間ガスの総質量およびサイズは、ローカルグループに属するスパイラル銀河・メシエ33と同等である。
• この構造は、10^9年以内に吸収されたガスを豊富に含む物体の潮汐デブリから形成された準安定的構成と解釈される。
• ダスト分布は、より混沌とした光学的遮蔽とは明確に異なるため、整然とした内部構造を示している。
• これらの発見は、巨大楕円銀河内に存在するばりーすピローアが、AGNを駆動するガスを効率的に誘導する役割を果たす可能性があり、このようなシステムの『共生』銀河モデルを示唆している。