Seyfert-Galaxien werden anhand ihrer hellen Kerne und ihrer Strahlung hochgradig ionisierter Atome unterschieden. Sie sehen ähnlich aus wie Quasare, aber im Gegensatz zu den punktartigen Quasaren sind die Seyfert-Galaxien deutlich erkennbar. Astronomen vermuten, dass die hellen Kerne von Seyfert-Galaxien durch die Akkretion von Materie auf ein supermassives Schwarzes Loch versorgt werden. Dabei sammelt sich die Materie zunächst in einer zirkumnuklearen Scheibe um das supermassive Schwarze Loch, mit einem staubhaltigen Torus in größerer Entfernung.
Unterschiedliche Ausrichtungen der Scheibe und des verdunkelnden Torus in unserer Sichtlinie sind vermutlich für scheinbare Unterschiede der Seyfert-Typen verantwortlich, aber die Morphologie und Zusammensetzung der Torus-Strukturen sind noch unklar und könnten ebenfalls entscheidende Rollen spielen. Beispielsweise haben einige Wissenschaftler vermutet, dass der Torus eine homogene Struktur aufweist. Andere argumentieren dagegen, dass er aus einer klumpigen Verteilung dichter Wolken besteht.
Die Akkretion von Materie auf das Schwarze Loch produziert Röntgenemissionen, die an lokalen Strukturen gestreut oder reflektiert wird. Dieses Merkmal kann verwendet werden, um bei der Untersuchung der Umgebungseigenschaften zu helfen, aber ein Großteil der Röntgenemissionen – insbesondere im niedrigen Energiebereich – wird von verdunkelndem Material absorbiert.
Die Astronomin Laura Brenneman vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) war Mitglied eines Teams, dass den NuSTAR-Röntgensatelliten nutzte, um 19 optisch ausgewählte Seyfert-Galaxien zu beobachten, von denen man weiß, dass sie absorbierende Materie in der Sichtlinie zwischen uns und ihren Kernen aufweisen. Der Vorteil von NuSTAR ist seine Fähigkeit, hochenergetische Röntgenemissionen zu registrieren, die nicht geblockt wird.
Das Team nutzte außerdem Archivbeobachtungen von mehreren anderen Röntgenmissionen (darunter Chandra), um die Analyse zu vervollständigen. Die Wissenschaftler modellierten die optischen Daten mit konventionellen Methoden, um die Massen der Schwarzen Löcher anhand der Gasbewegungen zu schätzen, und verwendeten dies, um die gestreuten und reflektierten Röntgenstrahlen des Akkretionsprozesses zu modellieren und die Gasdichten abzuleiten.
Sie schlussfolgern, dass 80-90 Prozent der Galaxien in der Strichprobe dichte Materie besitzen, die das optische Licht komplett blockieren kann. Sie kommen auch zu dem Schluss, dass der Strahlungsdruck des Akkretionsprozesses die Verteilung der zirkumnuklearen Materie reguliert. Das geschieht, weil das weniger dichte Material mit zunehmender Akkretionsrate fortgerissen wird, was die Kernregion lichtdurchlässiger macht. Diese neue Arbeit repräsentiert die erste Studie, die auf einer großen kontrollierten Stichprobe aus Seyfert-Galaxien basiert, wobei harte Röntgenstrahlung zur Untersuchung der Bedingungen im Zentrum des Seyfert-Kerns verwendet wurde.
Abhandlung: „A Hard Look at Local, Optically Selected, Obscured Seyfert Galaxies“ von E. S. Kammoun, J. M. Miller, M. Koss, K. Oh, A. Zoghbi, R. F. Mushotzky, D. Barret, E. Behar, W. N. Brandt, L. W. Brenneman, J. S. Kaastra, A. M. Lohfink, D. Proga und D. Stern, The Astrophysical Journal 901, 161, 2020.
(THK)
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