Describiendo nuevas fuentes de retroalimentación en galaxias enanas

• Título: AGN-Driven Outflows in Dwarf Galaxies 

• Autores: Christina Manzano-King, Gabriela Canalizo, and Laura Sales

• Institutción del primer autor: Department of Physics and Astronomy University of California Riverside, USA

• Estado de la publicación : Aceptado en el Astrophysical Journal, acceso abierto en arXiv

• Astrobites original: Uncovering New Sources of Dwarf Galaxy Feedback por Keir Birchall .

La retroalimentación no solo aparece en tu tarea, sino que también ayuda a dar forma a la evolución de la galaxia. La retroalimentación consiste en el movimiento de gas y polvo impulsado por el viento o el chorro dentro o fuera de una galaxia. Este proceso es causado por diferentes fuentes estelares como: explosiones de supernovas, radiación de estrellas o salidas de los núcleos galácticos activos (AGN, por sus siglas en inglés). Los vientos impulsados por estas fuentes soplan por toda la galaxia enriqueciendo su gas con metales y regulando su formación estelar. Hasta hace poco, se creía que las fuentes estelares dominaban los procesos de retroalimentación en las galaxias enanas, en gran parte porque se pensaba que esas galaxias de baja masa no podían albergar un AGN. Durante la última década, sin embargo, ha habido cientos de detecciones de AGN en galaxias enanas. Motivados por esta gran cantidad de detecciones, las autoras de hoy, se propusieron identificar la fuente dominante de retroalimentación en las galaxias enanas cercanas y reportaron algunas de las primeras detecciones directas de los flujos impulsados por un AGN.

Construyendo la muestra

Como punto de partida, las autoras de hoy, hacen uso de una gran cantidad de detecciones al enfocarse en artículos que identifican al AGN en las partes infrarrojas y ópticas del espectro. Los chorros de la formación estelar o de un AGN ionizarán el gas circundante y dejarán patrones distintos en el espectro de la galaxia anfitriona. Como primer paso en la construcción de su muestra, las autoras emplearon el diagnóstico BPT (llamado así por sus creadores Baldwin, Phillips y Terlevich). Compararon la relación de dos pares de líneas de emisión ópticas para determinar si el espectro de la galaxia anfitriona está dominado por procesos de AGN, procesos de formación estelar o si es una combinación de ambos. Utilizando esto, las autoras de hoy construyeron dos muestras de galaxias: las dominadas por la emisión de AGN y las dominadas por los procesos de formación estelar. Dentro de cada una de estas muestras, las autoras priorizaron las galaxias espacialmente extendidas que les permitieron medir el espectro de la galaxia en varias posiciones a lo largo de su eje. Una ilustración de esto se muestra en la figura 1. Con estos criterios, las autoras construyeron una muestra de 29 galaxias dominadas por el AGN y 21 galaxias dominadas por formación estelar y  utilizando el telescopio Keck para medir espectros en posiciones discretas a lo largo de su eje. Además, tomaron un espectro promedio en toda la extensión de la galaxia.

Encontrando el flujo de un chorro

Las líneas de emisión en estos espectros se ajustaron usando dos enfoques que se muestran en la fila superior de la figura 2. En el panel de la izquierda, cada pico en el doblete se ajusta usando un sola gaussiana, mientras que el panel de la derecha se usa una componente ancha (distribución naranja) y una angosta (distribución verde) para adaptarse a cada pico. El valor χ2, en la esquina superior izquierda de cada panel, mide la diferencia entre las distribuciones observadas y de ajuste, por lo que el valor mucho más bajo en el panel de la derecha nos dice que el uso de dos distribuciones produce el ajuste más preciso. Al ajustar las dos distribuciones a un pico, las autoras pueden rastrear tanto el gas unido en la mayor parte de la galaxia usando la componente estrecha y capturar cualquier chorro potencial con la componente ancha. Los chorros generalmente se describen como gas que sale de la galaxia, por lo tanto, a diferentes velocidades en relación con el gas ligado en la galaxia. El movimiento de los chorros aparecerán en el espectro como un ensanchamiento Doppler, por lo que cualquier ensanchamiento o cambio detectable en estos componentes entre sí sería indicativo de un chorro potencial, como se puede ver en el panel inferior de la figura 2.

De las 50 galaxias en su muestra, 15 tenían componentes anchas detectables que indicaban que el gas se movía independientemente de la galaxia. Para estas 15 galaxias, el proceso de ajuste espectral se repitió utilizando los espectros medidos en varios puntos a lo largo de la extensión de cada galaxia. Trece de estas 15 galaxias tenían componentes anchas en todos los radios y, por lo tanto, se considera que tienen chorros. Utilizando el modelo de mejor ajuste de los espectros promediados, se determinó la clasificación BPT para los componentes angostas y estrechas, y se trazó en la figura 3. A partir de esto, los autores determinan la fuente primaria de ionización para el gas ligado (símbolo más pequeño y más débil) y la fuente del chorro (símbolo más grande). Las autoras encuentran que 9 galaxias están dominadas por la emisión de AGN, de las cuales 7 tienen chorros de AGN. Estas son algunas de las primeras detecciones directas de chorros impulsados por un AGN en galaxias enanas.

La naturaleza del flujo

Promediando las componentes anchas de la formación estelar y de los chorros impulsados por el AGN destaca algunas diferencias cruciales. La Figura 4 muestra que los chorros de un AGN están, en promedio, desplazados hacia el azul en comparación con la componente angosta. Como un AGN generalmente se encuentra en el centro más denso de una galaxia, cualquier material que se aleje del observador, y por lo tanto desplazado al rojo, quedaría oculto, dejando un desplazamiento neto hacia al azul. Los chorros impulsados por AGN también transportan una mayor proporción del flujo en relación con los chorros impulsados por la formación estelar. Esto sugiere que los vientos impulsados por un AGN podrían eliminar mayores cantidades de gas de la galaxia que los impulsados por la formación de estrellas. Por lo tanto, es probable que los AGN desempeñen un papel de retroalimentación significativo en las galaxias enanas.

Las autoras de hoy, han utilizado una gran cantidad de nuevos AGN encontrados en las galaxias enanas para hacer las primeras detecciones directas y mediciones de los chorros en un AGN en estas galaxias anfitriones de baja masa. A pesar que es una muestra pequeña, las autoras han establecido un conjunto de restricciones vitales que ayudaran restringir futuras simulaciones de retroalimentación de galaxias. Junto con un número cada vez mayor de detecciones de AGN, este trabajo destaca la importancia de AGN en la evolución de las galaxias enanas.