[論文レビュー] Molecular Gas in NUclei of GAlaxies (NUGA) III. The warped LINER NGC3718

Melanie Krips, A. Eckart+11 more|ArXiv.org|Jul 18, 2005

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 27被引用数 33

ひとこと要約

本研究では、IRAM Plateau de Bure干渉計を用いて、ねじれ歪みを示すLINER銀河NGC 3718の高分解能干渉測定CO(1–0)およびCO(2–1)観測を実施し、単眼望遠鏡30 mのデータによる短基線補正を組み合わせた。これにより、ねじれ円盤内の軌道の混雑による5つの対称的成分を示す複雑で非対称な分子ガス分布が明らかとなり、ガス降着および潮汐相互作用を示唆する。また、ねじれ構造が約250 pcスケールまで延びていることが確認された。

ABSTRACT

We present the first interferometric observations of CO(1-0) and CO(2-1) line emission from the warped LINER NGC3718, obtained with the IRAM PdBI. This L1.9 galaxy has a prominent dust lane and on kpc scales, a strongly warped atomic and molecular gas disk. The molecular gas is closely associated with the dust lane across the nucleus and its kinematic center is consistent with the mm continuum AGN. A comparison of our interferometric mosaic data, which fully cover the ~9kpc warped disk, with a previously obtained IRAM 30m single dish CO(1-0) map shows that the molecular gas distribution in the disk is heavily resolved by the PdBI map. After applying a short-spacing correction with the IRAM 30m data, we find in total six main source components within the dust lane: one associated with the nucleus, four symmetrically positioned on either side at galactocentric distances of about 1.3kpc and 4.0kpc from the center, and a sixth on the western side at ~3kpc with only a very weak eastern counterpart. In the framework of a kinematic model using tilted rings, we interpret the five symmetric source components as locations of strong orbital crowding. We further find indications that the warp appears not only on kpc scales, but continues down to 250pc. Besides the sixth feature on the western side, the lower flux of the eastern components compared to the western ones indicates an intrinsic large scale asymmetry in NGC3718 that cannot be explained by the warp. Indications for a small scale asymmetry are also seen in the central 600pc. These asymmetries might be evidence for a tidal interaction with a companion galaxy (large scales) and gas accretion onto the nucleus (small scales). Our study of NGC3718 is part of the NUGA project that aims at investigating the different processes of gas accretion onto AGN.

研究の動機と目的

• ねじれLINER銀河NGC 3718の核領域における分子ガス分布および運動学を、高分解能でマッピングすること。
• サブkpcスケールにおけるガス力学的および非対称性が、活発銀河核（AGN）の燃料供給に果たす役割を理解すること。
• 観測されたガス構造がねじれ円盤モデルで説明可能かどうか、あるいは他のメカニズム（例：潮汐相互作用）を要するかを特定すること。
• ねじれ構造がどの程度の小スケール（約250 pc）まで延びているかを特定し、中心エンジンへのガス輸送に与える影響を検討すること。
• 単眼望遠鏡観測と干渉計観測の間に生じていた矛盾を解消するため、データを統合して欠落した拡張フレームを回復すること。

提案手法

• IRAM Plateau de Bure干渉計を用いて、アーセコン解像度で干渉測定CO(1–0)およびCO(2–1)ライン観測を実施した。
• IRAM 30 m単眼望遠鏡CO(1–0)観測から得られた短基線フラックスを組み合わせることで、完全な拡張放射の再構成を実施した。
• ガス運動学的解釈のため、傾きリング運動モデルを適用し、観測されたドップラー速度場および発光ピークを再現した。
• モザイク観測および中央ポイント観測からの位置-速度図を用いて、異なる半径における速度構造を分析した。
• 中心軌道を有するねじれ円盤としてガス分布をモデル化し、東側と西側の非対称性を組み込んだ。
• 軌道の混雑および潮汐相互作用が、観測されたCO発光成分の形状に果たす役割を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 3718の核領域における分子ガスの空間的および運動学的構造は、サブkpcスケールでどのように特徴づけられるか？
• RQ2 観測された分子ガス分布は、ねじれ円盤の形状とLINER核の存在とどのように関係しているか？
• RQ3 ガス運動学的および非対称性は、バーを必要としないねじれ円盤モデルでどの程度説明可能か？
• RQ4 中心エンジンへのガス降着を駆動するメカニズムは何か？また、ガス分布の非対称性はそのプロセスにどのように寄与するか？
• RQ5 ねじれ構造はどのくらいの深さまで延びており、これはAGNの燃料供給にどのような意味を持つのか？

主な発見

• NGC 3718の分子ガス円盤は、干渉計観測によって強く分解されており、PdBIのみで全CO(1–0)フラックスの約10％しか回収できていない。
• 短基線補正を施した後、6つの主要なガス成分が特定された：核部1つ、中心から約1.3 kpcおよび約4.0 kpcの位置に4つの対称的成分、および西側に約3 kpcの位置に1つの成分（東側に対応するものはない）。
• 5つの対称的成分（SE2, SE1, C, NW1, NW2）は、ねじれ円盤内の軌道の混雑の位置として解釈され、個別のクラスターではない。
• ねじれ構造は、約250 pc（4"解像度）まで延びていることが確認され、小スケールでも円盤構造が存在することが示された。
• 東側と西側のガス成分の非対称性—特に東側の特徴が約2倍弱いためのフラックス—は、ねじれ構造のみでは説明できない本質的な大規模非対称性を示している。
• 中心600 pcでは小スケールの非対称性が観測され、核へのガス降着が進行中である可能性を示唆しており、おそらく同伴銀河との潮汐相互作用によって駆動されている。