[论文解读] 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 33

一句话总结

本研究利用IRAM Plateau de Bure干涉仪对翘曲的LINER星系NGC 3718进行了高分辨率的CO(1–0)和CO(2–1)干涉观测，并结合单镜望远镜30米波谱数据进行短基线校正。结果揭示了分子气体分布复杂且不对称，五个对称组分由翘曲盘中轨道拥挤引起，表明存在气体吸积和潮汐相互作用，且确认翘曲结构可延伸至约250 pc的尺度。

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.

研究动机与目标

• 以高角分辨率绘制翘曲LINER星系NGC 3718核区分子气体分布与运动学特征。
• 理解气体动力学与不对称性在亚kpc尺度上为活动星系核（AGN）供能的作用。
• 确定观测到的气体结构是否可由翘曲盘模型解释，或是否需要额外机制（如潮汐相互作用）。
• 研究翘曲结构在小尺度（~250 pc）的延伸程度及其对气体输运至中心引擎的影响。
• 通过结合数据恢复缺失的延展流量，解决先前单镜望远镜与干涉仪观测之间的矛盾。

提出的方法

• 利用IRAM Plateau de Bure干涉仪在角秒级分辨率下进行CO(1–0)和CO(2–1)谱线的干涉观测。
• 将干涉数据与IRAM 30米单镜望远镜CO(1–0)观测获得的短基线流量相结合，重建完整的延展发射分布。
• 应用倾斜环运动学模型解释气体运动学，重现观测到的速度场与发射峰值。
• 利用全景与中心指向观测的方位-速度图分析不同半径处的速度结构。
• 将气体分布建模为具有同心轨道的翘曲盘，同时考虑东西两侧的不对称性。
• 评估轨道拥挤与潮汐相互作用在塑造观测到的CO发射组分中的作用。

实验结果

研究问题

• RQ1 在亚kpc尺度上，NGC 3718核区分子气体的空间与运动学结构如何？
• RQ2 观测到的分子气体分布与翘曲盘形态及LINER核的存在有何关联？
• RQ3 在不引入旋臂结构的前提下，多大程度上可由翘曲盘模型解释气体运动学与不对称性？
• RQ4 驱动气体向中心引擎吸积的机制是什么？气体分布的不对称性在其中起到何种作用？
• RQ5 翘曲结构可延伸至多深？这对AGN供能意味着什么？

主要发现

• NGC 3718中的分子气体盘在干涉观测中被高度分解，仅约10%的总CO(1–0)流量由PdBI单独恢复。
• 经过短基线校正后，识别出六个主要气体组分：一个核区组分，四个对称分布在距中心约1.3 kpc和约4.0 kpc处，第六个组分位于西側约3 kpc处，东側无显著对应组分。
• 五个对称组分（SE2、SE1、C、NW1、NW2）被解释为翘曲盘中轨道拥挤的位置，而非独立的团块。
• 确认翘曲结构可延伸至约250 pc（4"分辨率），表明该盘结构在小尺度上依然存在。
• 东西两侧气体组分的不对称性——尤其是东侧特征较弱（通量低约2倍）——表明存在固有的大尺度不对称性，无法仅由翘曲解释。
• 中心600 pc内的小尺度不对称性表明气体正在持续向核区吸积，可能由与伴星系的潮汐相互作用驱动。