UN ESTUDIO DE ESCENARIOS INESTABLES EN LA GALAXIA

NGC 5427

Vladímir Jearim PEÑA-SUÁREZ, Fís.,Nelson VERA-VILLAMIZAR, Ph. D.,

Arturo PLATA GÓMEZ, Ph. D.

Grupo Halley de AstronomíaUniversidad Industrial de Santander

2008

• LO CONOCIDO DE NGC 5427– Características Morfológicas– Escenario de Ondas de densidad

• INESTABILIDADES DEL DISCO NUCLEAR DE NGC 5427• OBTENCIÓN DEL PARÁMETRO DE TOOMRE

– Reescribiendo términos– Magnitudes y extinciones– Excesos y extinciones– Parámetros Fotométricos del instrumento– Fotometría con IRAF– Resultados

• DISCUSIÓN SOBRE ESCENARIOS INESTABLES– Inestabilidades y Morfología– Inestabilidades y Escalas– Errores e incertezas

• CONCLUSIONES

Lo conocido de NGC 5427... Características Morfológicas

Sy II espiral de dos brazos con extensas zonas de formación estelar (regiones HII) (González & Pérez, 1992). Escenario de ondas de densidad (Hernández, 2007).

• Núcleo muy luminoso • Procesos energéticos no térmicos, radiación

sincrotrón• Núcleo supermasivo • Emisiones en RX en centro, Radio en zonas

aledañas, grandes emisiones de IR• Regiones espectrales BLR y NLR (Falcke, 1998)• MODELO UNIFICADO (Osterbrook, 1989)• Jets Astrofísicos… (Alloy, 1999), (Mendoza, 2000)

Escenario de Ondas de densidad

• Brazos Espirales (escalas macro y nuclear): Ondas viajeras

• Ondas de densidad: Perturbadores que propician formación estelar (Roberts, 1969)... Realimentación.

• NGC 5427: Patrón de ondas de densidad, brazos Large Scale en la región circumnuclear

INESTABILIDADES DEL DISCO NUCLEAR

• Modificaciones de la densidad del gas + Formación estelar... Densidad superficial de masa

• Distribución de materia en estas escalas: ¿Manda el conjunto o manda la fuerte de acreción del núcleo? ¿Inestabilidades autogravitantes ó hidrodinámicas?

• Parámetro de Toomre(Binney & Tremaine, 1987)

G

sQ

• Calcular Q para NGC 5427– ¿frecuencia epicíclica? Curvas de

rotación– ¿Y la velocidad del sonido s ?– ¿Y la densidad ?– ¿Cómo medir estas variables?

Q Descripción de escenario

< 1Inest. Gravitacionales en discos autogravitantes

= 1 Discos infinitamente delgados

> 1In. Hidrodinámicas en discos no autogravitantes

Obtención de Q… Reescribiendo términos

• Medida de “a”: “Modelo de transferencia radiativa” (Block, et al, 1996) Dispersión de velocidades en galaxias con perfiles gaussianos de Luminosidad ≃10 km s-1

• G en unidades astronómicas:

G [N m2 kg-2] G [pc3 s2 MΘ ]• Frecuencia Epicíclica“κ “ : κ ≃ 2ah-1

h: Ancho del brazo [pc] (Elmegreen, et al, 1998)

• Densidad Superficial 𝛴: Debe salir de las imágenes disponibles :≀ …

...Et voilà!

• Material de trabajo: – F606W (banda V, 2002 Å centrada en 5935 Å). Resolución de 0,046– F160W (banda H, 2002 Å centrada en 1,6 m). Resolución de 0,075

• Propiedades fotométricas de la galaxia: Evolución de la población estelar presente

• Exceso de Color E(V – H): Evolución cronológica (Estrellas Jóvenes en V, Estrellas viejas en H)

• E(V – H) > 0: “Formación estelar” > “Tasa de envejecimiento estelar”

11

2

2

1 pc1h

pcM1kms10a

5,1Q

pixelsecarc

pixelsecarc

Fotometría: Magnitudes y extinciones

• Magnitudes visuales mV y mH : Luminosidades aparentes• Magnitudes Absolutas V y H: Referidas a una distancia de

10 pc.

V – H = mV – mH + AV – AH

• Extinciones Luminosas AV y AH : Absorción y dispersión en cada . (Kartunen, 2005)

• Extinción Visual AV : Medida indirecta de 𝛴 (Bohlin & Savage, 1978)

[MΘ pc-2]

VA15

Fotometría: Excesos y extinciones

• Extinciones vs. Exceso de Color:E(V – H) = AV – AH

• Curvas de Extinción de Mathis: Relaciones entre extinciones (Mathis, 1990)

• Medida del Exceso de Color: (Martini & Pogge, 1999)

erbrazointbrazo )HV()HV()HV(E

Fotometría: Algunas características del HST

• Calibraciones: Características funcionales de los dispositivos CCD. Normalización de intensidad a sistema Vega Mag

• Parámetros fotométricos del HST {PHOTFLAM}, {PHOTZPT}, {EXPTIME}, {CR}, {DN}

• Magnitudes Calibradas:

(Baguett, et al, 2005), (Dickinson, et al, 2005)• IRAF: Herramienta computacional diseñada para estudiar

imágenes HST

Fotometría usando IRAF

• Ellipse: Perfiles azimutales de luminosidad (Isofotas)Método extensivo (50 elipses)

• Imexamine: Perfiles radiales (Captura aleatoria)Método intensivo (100 puntos)

• Discriminación de regiones:– Interbrazo interno – Brazo – Interbrazo externo

• Ancho del brazo: Análisis del perfil de luminosidad (Método del Paralaje)

Resultados• Ancho del brazo : h = 428 pc• Exceso de color: E(V – H) = 0,12 Mag• Extinción visual: A = 0,148

• Densidad Superficial: 𝛴 = 2,22 [MΘ pc-2]

• Parámetro de Toomre: Q = 15,7

La región circumnuclear de NGC 5427 exhibe un escenario de inestabilidad

hidrodinámica

Discusión sobre escenarios inestables: Morfología e

inestabilidades• Formación estelar: Consecuencia de la

inestabilidad del disco

• Nucleo NGC 5427: No autogravitante, pero “más autogravitante” que otros (Martini & Pogge, 1999)

• Ancho de brazo grande: Rotación lenta Poca eficiencia de acreción Autogravedad

Morfología e inestabilidades

• Estructura Large – Scale de NGC 5427 (Hernandez, 2007): Inestabilidad hidrodinámica

• Baja densidad de NGC 5427: Baja eficiencia de formación estelar

• No hay Patrón perturbador eficiente: Se fortalece carácter autogravitante

Inestabilidades y escalas

• Regímenes de inestabilidad: Circunstancias locales (Pierens, 2005)

• Potencial axial-simétrico de NGC 5427: Cálculo de masa de la Máquina Central (Torrealba, et al, 2006)

• Parámetro Q: Componente del Disco + Componente Perturbadora… (Combes, 2000)

• Articulación de estructura de ondas de densidad con régimen inestable con estimación de masa… Nuevo reto!

Errores e Incertezas

• Aproximaciones: Modelo de Transferencia Radiativa :Ancho del brazo, dispersión de velocidades

• Validez de la muestra: Isofotas dan promedio “a la baja”, Selección de puntos aleatorios puede estar sesgada, FWHM del brazo es empírico

• Resolución: Correcciones fotométricas debido a la mutua diferencia de resoluciones

CONCLUSIONES

• NGC 5427: Inestabilidad hidrodinámica en región circumnuclear coincidente con estructura de ondas de densidad y morfología observada

• Patrón perturbador de NGC 5427 no es eficiente, bajo valor de Q, mucha población vieja… AGN de baja actividad

• Parámetro Q no es de carácter global: Superposición de dinámicas

• Determinación de masa de la Máquina Central: Test de verificación y complemento