Une équipe de recherche de l'Observatoire astronomique de Shanghai (Shao) de l'Académie chinoise des sciences a révélé les origines des caractéristiques de ligne des émissions étroites à double crace dans les centres galactiques.
En utilisant les données du projet de cartographie de la cartographie du Sloan Digital Sky Survey à l'Apache Point Observatory (Manga), les chercheurs ont constaté que ces lignes d'émission sont non seulement liées aux trous noirs binaires, mais peuvent également provenir de mécanismes tels que des disques de gaz rotatifs rapides et des sorties de noyau galactique actif (AGN). Les résultats sont publiés dans Le journal astrophysique.
L'analyse statistique en 2024 de l'équipe a montré que les lignes à double pic sont associées aux barres galactiques, à l'AGN et aux interactions, les phénomènes liés aux barres étant les plus courantes. Ils ont en outre révélé que les anneaux nucléaires dans des galaxies en spirale barred peuvent conduire à des caractéristiques symétriques à double crace. Cette réalisation approfondit notre compréhension des structures centrales galactiques et fournit des références importantes pour la recherche de trous noirs binaires.
Les astronomes ont observé l'AGN à la fin du 20e siècle au centre des galaxies et ont remarqué des lignes d'émission de gaz ionisées particulières dans les spectres de certaines cibles. Ils ont émis l'hypothèse que la ligne d'émission à double crace était formée par la recombinaison de deux AGN qui tournaient autour les uns des autres.
Plus précisément, dans la théorie de la formation et de l'évolution des galaxies, les fusions sont des canaux importants pour la croissance de la galaxie. Lorsque les trous noirs centraux de deux galaxies sont très proches mais ne fusionnent pas, les régions de ligne étroite illuminées par leurs disques d'accrétion respectifs d'AGN peuvent produire deux lignes d'émission étroites distinctes.
Cependant, en raison de la proximité des deux trous noirs, les résolutions spatiales des télescopes au sol sont généralement insuffisantes pour les distinguer directement dans l'imagerie. Par conséquent, les caractéristiques à double crace des galaxies étaient autrefois considérées comme la sonde la plus prometteuse pour rechercher indirectement des trous noirs binaires au centre des galaxies.
Des décennies de recherche ont montré que les caractéristiques des lignes d'émission étroites à double crace au centre des galaxies sont répandues, et son mécanisme de génération est bien au-delà des doubles AGN tournant entre eux; Le disque de gaz rotatif à grande vitesse et les sorties de gaz provoquées par AGN peuvent tous deux produire des caractéristiques à double peak.
Ces dernières années, avec le développement de nouveaux instruments et technologies astronomiques, la technologie intégrée de spectroscopie de champ (IFS) a joué un rôle très important dans l'étude des lignes d'émission étroites à double crace. En raison du fait que l'IFS fournit également des informations spectrales résolues spatialement des galaxies, les astronomes peuvent explorer l'origine des caractéristiques à double peak dans les galaxies en comparant les changements de leurs caractéristiques dans différentes positions.
En 2019, une équipe conjointe de l'Observatoire astronomique national et de l'observatoire astronomique de Shanghai de CAS, avait, pour la première fois, déduit que son origine physique était un disque de gaz rotatif à grande vitesse. Par la suite, plusieurs cas individuels d'autres galaxies ont tiré des conclusions différentes, y compris divers mécanismes d'origine tels que les sorties AGN et les effets de projection liés aux interactions.
En 2024, des chercheurs de l'Observatoire astronomique de Shanghai ont constaté que dans l'univers local, les caractéristiques à double peak dans les galaxies sont liées aux barres, aux AgN et aux interactions de la galaxie, et les caractéristiques liées aux barres ont la probabilité statistique la plus élevée.
En 2025, en utilisant des données de mangas sur la base d'un modèle de disque de rotation de galaxie simple, des chercheurs de l'Observatoire astronomique de Shanghai ont proposé la possibilité d'une caractéristique symétrique à double crace des émissions étroites au centre d'une galaxie causée par un anneau nucléaire.
L'anneau nucléaire dans une galaxie en spirale barrée satisfait précisément cette condition: le gaz d'entrée entraîné par la barre se rassemble dans le ring à la résonance intérieure de Lindblad, produisant une région de rayonnement brillante et étroite avec des rayons forts, tandis qu'il est situé dans une région avec des changements abruptes dans la courbe de rotation. L'échelle de l'anneau nucléaire dans l'espace est très petite (indiscernable en raison de l'effet PSF), mais sa vitesse de rotation varie considérablement.
Par conséquent, dans un « pixel » floue par le PSF, les contributions du côté proche (gaz à grande vitesse en bleu) et le côté éloigné (gaz décalé rouge à grande vitesse) de l'anneau sont mélangés, formant un « profil à double pettere » symétrique.
De plus, le mouvement de rotation de l'anneau nucléaire est ordonné et symétrique, ce qui conduit directement à la symétrie globale de la variation spatiale des caractéristiques de la ligne d'émission à double peak.
Ce travail fournit de fortes preuves d'observation des «lignes d'émission étroites à double crace ≠ trous noirs binaires», approfondissant notre compréhension de la structure centrale des galaxies et démontrant comment les effets instrumentaux affectent les découvertes scientifiques. Lors de la recherche de trous noirs binaires insaisissables, il est nécessaire d'éliminer soigneusement les signaux « faux positifs » générés par des structures telles que des anneaux nucléaires.
Les chercheurs notent que les recherches futures doivent utiliser des observations de résolution spatiale plus élevées ou combiner des informations multi-bandes telles que les rayons X pour voir s'il existe des sources de confirmation en deux points.
