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ngc1068中隐藏黑洞的尘埃的热成像

本文已被更新

摘要

在被广泛接受的"统一模型"中1作为活动星系核分类难题的解决方案,围绕中心黑洞的尘埃吸积环面的方向支配着它们的外观。在“1型”星系中,明亮的核位于面环面中心。在“2型”系统中,厚厚的、几乎朝边的环面隐藏了中央发动机。后来的研究提出了进化的影响2还加上了尘土和极地风3.但基本的画面完好无损。然而,最近的高分辨率图像4原型2型星系NGC 1068的原型56他建议进行更彻底的修订。这些图像显示了一个环形的发射特征,被认为是围绕在黑洞周围的热尘埃,来自中央发动机的辐射在那里蒸发了尘埃。这个环太薄,从侧面倾斜得太远,无法隐藏中央发动机,需要特别的前景消失来解释2型的分类。这些图像迅速产生了对类型1和类型2之间二分法的重新解释78.在这里,我们展示了NGC 1068的多波段中红外图像,详细描述了尘埃温度分布,并重申了原始模型。结合无线电数据(J.F.G.和c.m.v.i.,手稿正在准备中),我们的地图定位了中央发动机,它位于先前报道的环的下面,被一个厚的,几乎是侧面的圆盘所掩盖,正如统一模型所预测的那样。我们还发现了来自极地流和吸收尘埃的发射,这些尘埃在矿物学上与流向银河系中心的尘埃不同。

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图1:IRBis重建ngc1068的图像。
图2:提取红外sed的孔径。
图3黑体SED拟合。
图4:红外和射电图像的对比。

数据可用性

本文中使用的原始MATISSE数据可供合格的研究人员访问http://archive.eso.org/eso/eso_archive_main.html.简化后的数据可在https://github.com/VioletaGamez/NGC1068_MATISSE

代码的可用性

主持人采样器的Python代码可通过https://emcee.readthedocs.io.拟合多高斯模型和光谱能量分布的Python代码可在https://doi.org/10.5281/zenodo.5599363.MiRA图像重建代码可在https://github.com/emmt/MiRA.ESO MATISSE管道,包括IRBis,可从https://www.eso.org/sci/software/pipelines/matisse/matisse-pipe-recipes.html

改变历史

  • 2022年3月22日

    在本文最初发布的版本中,图1e中的黄色椭圆和图4c中的白色等高线偏离了它们在图像中的正确位置。这些错误只影响显示,不影响基本结果,但在这里更正以提高清晰度。

参考文献

  1. 活动星系核和类星体的统一模型。安。启阿斯特朗。12,54。31, 473-521(1993)。

    文章广告中科院谷歌学者

  2. López-Gonzaga, N. & Jaffe, W. Seyfert星系的中红外干涉测量:挑战标准模型。阿斯特朗。12,54。591, a128(2016)。

    文章广告谷歌学者

  3. Asmus, D, Hönig, S. F. & Gandhi, P.局部活动星系核的次弧秒中红外视图。3极尘释放。12,54。J。822, 109-121(2016)。

    文章广告谷歌学者

  4. 重力协作。ngc1068核心的尘埃升华区图像。阿斯特朗。12,54。634, a1(2020)。

    文章谷歌学者

  5. 螺旋星云中的核发射。12,54。J。97, 28-40(1943)。

    文章广告中科院谷歌学者

  6. 安托努奇,R. R. J. &米勒,J. S.光谱偏振学和ngc1068的性质。12,54。J。297, 621-632(1985)。

    文章广告中科院谷歌学者

  7. Vermot, P.等。NGC 1068环面中心的热尘埃:重力/VLTi约束的3D辐射模型。阿斯特朗。12,54652, a65(2021)。

    文章谷歌学者

  8. Prieto, A., Nadolny, J., Fernández-Ontiveros, J. A. & Mezcua, M.未固定AGN中心秒差中的尘埃:对环面的更多挑战。Mon。。r·阿斯特朗。Soc。506, 562-580(2020)。

    文章广告谷歌学者

  9. Hönig, S. F.重新定义环面:红外和亚毫米agn的统一视图。12,54。J。884, 171(2019)。

    文章广告谷歌学者

  10. 热尘埃和类星体和活动星系核连续光谱中的近红外凸起。12,54。J。320, 537-544(1987)。

    文章广告谷歌学者

  11. 巴斯金,A. & Laor A.尘埃膨胀吸积盘作为活动星系核宽线区域的起源。Mon。。r·阿斯特朗。Soc。474, 1970-1994(2018)。

    文章广告中科院谷歌学者

  12. 杰夫,W.等人。ngc1068活跃核中的中央尘埃环面。自然429, 47-49(2004)。

    文章广告中科院PubMed谷歌学者

  13. Raban, D., Jaffe, W., Röttgering, H., Meisenheimer, K. & Tristram, K. R. W.用红外干涉测量的力量解决NGC 1068中的模糊环面:揭示尘埃的内部漏斗。Mon。。r·阿斯特朗。Soc。394, 1325-1337(2009)。

    文章广告中科院谷歌学者

  14. López-Gonzaga, N, Jaffe, W., Burtscher, L., Tristram, K. R. W. & Meisenheimer, K.用MIDI/VLTI揭示NGC 1068中的大型核尘埃结构。阿斯特朗。12,54。565, a71(2014)。

    文章广告谷歌学者

  15. 洛佩兹,B.等。VLTI中红外成像光谱仪干涉仪。预印在https://arxiv.org/abs/2110.15556(2021)。

  16. 霍夫曼,K.-H。,Weigelt, G. & Schertl, D. An image reconstruction method (IRBis) for optical/infrared interferometry.阿斯特朗。12,54。565, a48(2014)。

    文章谷歌学者

  17. Thiébaut, E. InSPIE 7013:光学和红外干涉测量法(eds Schöller, M. et al.) 70131I (SPIE, 2008)。

  18. Högbom, J. a孔径合成与非规则分布的干涉仪基线。阿斯特朗。12,54。增刊。爵士。15, 417-426(1974)。

    广告谷歌学者

  19. Nenkova, M., Sirocky, M. M., iveziic, Z. & Elitzur, M. AGN dusty tori。一、块状介质的处理。12,54。J。685, 147-159(2008)。

    文章广告谷歌学者

  20. 弗里茨,t.k.等人。直线衍生的红外消光朝向银河中心。12,54。J。737, 73(2011)。

    文章广告谷歌学者

  21. Min, M., Hovenier, J. W. & de Koter, a .用空心球体分布模拟宇宙尘埃颗粒的光学特性。阿斯特朗。12,54。432, 909-920(2005)。

    文章广告谷歌学者

  22. Impellizzeri, c.m.v.等。ngc1068秒差距尺度分子环的反向旋转和高速流出。12,54。j。884, l28-l33(2019)。

    文章广告中科院谷歌学者

  23. Greenhill, L. J., Gwinn, C. R., Antonucci, R. & Barvainis, R. ngc1068核环面水脉泽发射的VLBI成像。12,54。J。472, l21-l24(1996)。

    文章广告中科院谷歌学者

  24. Gallimore, J. F., Baum, S. A. & O 'Dea, C. P. ngc1068的秒差距尺度无线电结构和核射源的性质。12,54。J。613《中国科学》,2004年第4期。

    文章广告中科院谷歌学者

  25. Das, V., Crenshaw, D. M., Kraemer, S. B. & Deo, R. P. Seyfert 2星系NGC 1068窄线区域的运动学:射电喷流的动力学效应。阿斯特朗。J。132, 620-632(2006)。

    文章广告中科院谷歌学者

  26. Poncelet, A., Sol, H. & Perrin, G.用VISIR探测ngc1068的中红外电离动力学。阿斯特朗。12,54。481, 305-317(2008)。

    文章广告中科院谷歌学者

  27. García-Burillo, S.等。ALMA拍摄了ngc1068环面及其周围的许多面。阿斯特朗。12,54。632, a61(2019)。

    文章谷歌学者

  28. 埃文斯,i.n.等人。在[O III] lambda 5007光下,NGC 1068内3角秒的HST成像。12,54。J。369, l27(1991)。

  29. 加利莫尔,鲍姆,S. A.,欧黛,C. P. & Pedlar, A. ngc1068的次弧秒射电结构。一、观察结果。12,54。J。458, 136(1996)。

  30. ngc1068核的位置及其核区域的三维结构。12,54。J。518, 676-692(1999)。

    文章广告谷歌学者

  31. Antonucci, R., Hurt, T. & Miller, J. ngc1068的HST紫外光谱偏振法。12,54。J。430, 210(1994)。

    文章广告中科院谷歌学者

  32. Leinert, C.等。MIDI - VLTI上的10微米仪器。12,54。空间科学。286, 73-83(2003)。

    文章广告谷歌学者

  33. Cruzalèbes, P.等。用于中红外干涉测量的恒星直径和通量目录。Mon。。r·阿斯特朗。Soc。490, 3158-3176(2019)。

    文章广告谷歌学者

  34. 伯切尔,崔斯特拉姆,贾菲,W. J. &梅森海默,K. In .SPIE 8445:光学和红外干涉测量(eds Delplancke, F. et al.) 494-506 (SPIE, 2012)。

  35. 贾菲,W. J. InSPIE 5491:恒星干涉测量的新前沿(Traub, W. A.编)715-724 (SPIE, 2004)。

  36. Millour, F.等。在SPIE 5491:恒星干涉测量的新前沿(Traub, W. A.编)1222-1230 (SPIE, 2004)。

  37. 科恩等人。红外光谱辐照度的校正。十、绝对校准的恒星光谱自洽辐射全天网络。阿斯特朗。J。117, 1864-1889(1999)。

    文章广告谷歌学者

  38. 佩特罗夫,R. G.等。调试MATISSE:操作和性能。SPIE 11446:光学和红外干涉测量和成像VII(eds Tuthill, P. G.等人)124-142 (SPIE, 2020)。

  39. 布尔吉斯,L.等。JMMC恒星直径目录。版本2。VizieR在线数据目录https://cdsarc.cds.unistra.fr/viz-bin/cat/II/346(2017)。

  40. Meilland, A.等。高光谱和空间分辨率的天蝎座δ Be星双星。一、2011年绕星前的圆盘几何和运动学。阿斯特朗。12,54。532, a80(2011)。

    文章谷歌学者

  41. 莱夫特利,J. H.等。解析ESO323-G77的热尘盘。12,54。J。912, 92(2021)。

    文章谷歌学者

  42. 劳森,p.r.等。在SPIE 5491:恒星干涉测量的前沿(Traub, W. A.编)886-899 (SPIE, 2004)。

  43. 科顿,W.等人。在SPIE 7013:光学和红外干涉测量法(eds Schöller, M.等人)531-544 (SPIE, 2008)。

  44. 巴伦等人。在SPIE 8445:光学和红外干涉测量(eds Delplancke, F. et al.) 470-483 (SPIE, 2012)。

  45. Sanchez-Bermudez, J.等人。在SPIE 9907:光学和红外干涉测量法V(eds Melbet, F.等人)372-389 (SPIE, 2016)。

  46. Hager, W. W. & Park, S. SSM在球面上最小化二次的全局收敛性。数学。第一版。74, 1413-1423(2005)。

    文章广告MathSciNet数学谷歌学者

  47. 吕平,朱春华,朱春华。一种求解有界约束优化的有限内存算法。SIAM j。第一版。16, 1190-1208(1995)。

    文章MathSciNet数学谷歌学者

  48. 朱超,伯德,吕平,朱春华,朱春华。算法778:L-BFGS-B: Fortran子程序的大规模有界约束优化。ACM反式。数学。Softw。23, 550-560(1997)。

    文章MathSciNet数学谷歌学者

  49. Millour, F.等。在2007年ESO仪器校正工作坊(eds Kaufer, A. & Kerber, F.) 461-470(施普林格,2008)。

  50. 光学干涉测量中的边缘分辨物体。阿斯特朗。12,54。400, 795-803(2003)。

    文章广告谷歌学者

  51. López-Gonzaga, N, Jaffe, W., Burtscher, L., Tristram, K. R. W. & Meisenheimer, K.用MIDI/VLTI揭示NGC 1068中的大型核尘埃结构。阿斯特朗。12,54。565, a71(2014)。

    文章广告谷歌学者

  52. 福尔曼-麦基,D.,霍格,D. W.,朗,D. &古德曼,J.司仪:MCMC锤子。出版。阿斯特朗。Soc。Pacif。125, 306-312(2013)。

    文章广告谷歌学者

  53. 威尔斯,华盛顿特区天文学中的数据分析(eds Di Gesù, V. et al.) 195-209(施普林格,1985)。

  54. 格雷森,E. W. In天文图像的获取、处理和存档(编Longo, G. & Sedmak, G.) 125-142 (OAC, FORMEZ, 1990)。

  55. 格雷森,E. W. In天文学中的信息处理-历史展望(赫克,A.) 109-125 (Kluwer, 2003)。

  56. 无线电合成图像的多尺度CLEAN反褶积。IEEE J. Sel。上面。信号的过程。2, 793-801(2008)。

    文章广告谷歌学者

  57. 柯丹,贾菲,王志强,郭志强,等。ngc1068内喷流43ghz的观测。阿斯特朗。12,54。477, 517-520(2008)。

    文章广告中科院谷歌学者

  58. 马西斯,J. S., Rumpl, W. & Nordsieck, K. H.星际颗粒的大小分布。12,54。J。217, 425-433(1977)。

    文章广告中科院谷歌学者

  59. Zasowski, G.等人。用近红外和中红外光度法揭开尘封的面纱。2银河系红外消光规律的大规模研究。12,54 J。707, 510-523(2009)。

    文章广告谷歌学者

  60. Köhler,李敏,李亚明。Seyfert 2星系NGC1068的异常硅酸盐吸收特征。Mon。。r·阿斯特朗。Soc。406, 16 - l10(2010)。

    广告谷歌学者

  61. Van Boekel, R.等人。在原行星盘的“地”区域内的行星的构建块。自然432, 479-482(2004)。

    文章广告PubMed谷歌学者

  62. 普列托,m.a.等人。最近的AGN中心秒差距的光谱能量分布。Mon。。r·阿斯特朗。Soc。402, 724-744(2010)。

    文章广告谷歌学者

  63. 伊斯贝尔,J. W.等。局部活动星系核的次弧秒中红外视图。四、L波段和m波段成像图集。12,54。J。910, 104(2021)。

    文章广告中科院谷歌学者

下载参考

确认

我们感谢ESO,特别是Cerro Paranal工作人员对我们进行这些观察的支持。这里提供的数据是ESO项目60.A-9257(调试)和0104.B-0322(A) (agn的MATISSE保证时间观测)的一部分。我们感谢GRAVITY AGN团队进行了有益的科学讨论,并尽早获得了他们数据的数字版本(项目id 0102)。B-0667, 0102.C-0205和0102.C-0211)。MATISSE是由法国(巴黎INSU-CNRS和尼斯OCA)、德国(MPIA、MPIfR和基尔大学)、荷兰(NOVA和莱顿大学)和奥地利(维也纳大学)研究所组成的财团定义、资助和建造的。法国的康塞尔Départemental阿尔卑斯-滨海天文台、孔科利天文台和科隆大学也为该仪器的制造提供了资源。我们向两位已故的OCA同事奥里维尔·切诺(Olivier Chesneau)和米歇尔·Dugué表示敬意,他们与我们一起在马蒂斯项目的起源,我们与他们分享了许多美好的时刻。V.G.R.得到了荷兰科学研究组织(NWO)的部分支持。J.H.L.感谢法国政府通过UCA绝地未来投资项目的支持,该项目由国家研究机构(ANR)管理,编号为ANR-15- idex -01。

作者信息

作者及隶属关系

作者

贡献

V.G.R, J.W.I, w.j., R.G.P, k.h h, F.M, J.H.L, a.m illand:观测,数据缩减,校准,建模,解释。b.l., s.l., f.a., s.r.d。,P.C., P. Berio, F.B., T.H., G.W., P.A., U.B., U.G., M. Heininger, M.L., A. Matter, D.S., P.S., J.W., G.Z., P. Bendjoya: MATISSE instrument design, fabrication, and commissioning, calibration. L.B., G.W., R.v.B., P.S., J.-C.A., M. Hogerheijde, J.-U.P.: scientific planning. J.F.G., C.M.V.I., K.T., L.B., C.P.: observing. W.C.D., C.D., J.D., V.H., J.H., L.K., E.K., L.L., E.P., A.S., J.V., S.W., L.B.F.M.W., G.Y.: interpretation.

相应的作者

对应到Violeta Gámez Rosas

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有利益竞争。

同行评审

同行评审信息

自然感谢Robert Antonucci和其他匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。

额外的信息

出版商的注意施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。

扩展的数据图形和表格

扩展数据图1 MATISSE微弱校准器数据和紫外线报道。

一个,仪器平方能见度(ISV)和b在2018年9月、2019年5月和2019年6月观测到的校准器的未校准闭合相位(T3PHI)为3.4 μm。数据点以直径的颜色编码,圆圈的大小与观测的平均相干时间相对应。垂直的蓝色条纹覆盖了ngc1068在相同波长下的近似相关通量。误差条表示数据的一个标准偏差。c,紫外线马蒂斯观察的覆盖范围。

扩展数据图2模型的光度测定和图像重建的比较。

不同方法之间的光度测定在光谱形状上基本一致。最值得注意的例外是SE和E3,它们在不同方法之间仍然通过SED建模产生相似的温度。

扩展数据图3 SED黑体模型适用于MATISSE孔径测光。

图用图中定义的孔径名称进行标记。2.阴影区域显示了所有落在光度法1 σ范围内的模型,考虑了纯无定形橄榄石(洋红色)和橄榄石和20%无定形碳(青色)的混合。孔径E1和SE的图在主要文章中。

扩展数据图4 NGC 1068 n波段数据与最佳多高斯模型的比较。

一个, ngc1068的平方能见度。蓝线表示观察值,各次曝光的平均值;细灰线表示单个子曝光,以说明测量的不确定度,但通常隐藏在蓝线后面。带有误差条的绿色点表示多高斯模型从方法中预测的值。误差条表示测量误差和模型参数的不确定度的均方根和。模型和观测数据之间的距离表明,有限数量的高斯数据不能准确代表真实的天空,或者我们没有足够的高斯数据紫外线覆盖范围和/或解决方案。灰色带标志着大气非传输带。标签表明了每个基线的望远镜对,基线长度(m)和位置角度(度),以及主要论文中描述的观测日志中的具体曝光标签。b,闭合相位(度)使用与上述相同的颜色代码。标签表明望远镜的三组和具体的曝光标签从观测日志。

扩展数据图5 ngc1068光谱图。

一个, NGC 1068在lm波段(黑色实线)和n波段(蓝色实线)的平均单望远镜光谱。误差条表示由不同日期和校准器之间的差异估计的不确定度。黄色的星星是VLT/ISAAC L '和m波段单碟通量的估计。63,而绿色三角形对应的VLT/NACO m波段通量来自ref。62b,在两个高光谱分辨率基线上观察到的硅酸盐吸收特征(R~ 300)在一个MATISSE调试快照。85米基线显示了更宽的双峰轮廓特征的结晶,再加工晶粒61.曲线之间的差异表明结晶度随来源而变化。

扩展数据图6 MATISSE n波段平方能见度和闭合相位。

绘制的数量和使用的符号与N波段的扩展数据图4相同。

扩展数据图7四种算法在四种波长下重建图像的比较。

从左到右:MIRA图像重建,IRBis图像重建,过拟合点源模型(与光束卷积),四个选定波长的高斯模型。为了视觉效果,该图使用了0.6倍的颜色比例。每种方法都揭示了相似的结构和形态。

扩展数据图8 IRBis图像重建生成的人工制品的评估。

为了量化图中所示重建的保真度。1,我们在人工模型上进行了类似的重建。该模型由7个高斯函数组成,类似于我们的多高斯模型(方法)。我们模拟了该模型的能见度和关闭阶段数据紫外线覆盖;我们在模拟数据中加入了与观测数据相似的噪声。然后,我们使用与图中使用的重建参数相同的IRBis进行图像重建。1一个,输入7-高斯模型。bIRBis重建图像。c,重建图像减去输入模型。在所有情况下,颜色尺度代表原始模型峰值强度的比例。残差图的均方根误差为峰值亮度的2.3%。这表明,图中出现的大多数人工制品。1结果来自紫外线对观测量的覆盖而不是噪声。在无花果。1我们在3处画了白色等高线σ=峰值的6%。比这更亮的特征肯定代表了真正的源发射。

扩展数据图9 ngc1068图像重建数据。

一个,方法中描述的从高斯建模方法获得的模型的图像表示。我们使用平方根强度量表。b, MIRA图像重建使用不同的方法(见方法)。从左到右:在大带宽上使用全变分(TV)正则化(“灰色”重建);使用相同的正则化器,但独立地重建每个波长的图像,并计算波长间隔上的中位数;利用最大熵正则器(灰色重建);使用平滑正则化(灰色重建)。

IRBis图像重建、高斯建模和SED拟合参数

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Gámez罗萨斯,V.,伊斯贝尔,j.w.,杰夫,W.;et al。ngc1068中隐藏黑洞的尘埃的热成像。自然602, 403-407(2022)。https://doi.org/10.1038/s41586-021-04311-7

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