Utilizzando l'Osservatorio ALMA, un team internazionale di astronomi ha condotto una campagna osservativa del mezzo interstellare (ISM) in una galassia ospite di un quasar ad alto redshift noto come SDSS J231038.88+185519.7 (SDSS J2310+1855 in breve). Risultati delle osservazioni, pubblicato il 24 luglio su arXiv.org, potrebbe migliorare la conoscenza delle proprietà e della natura di questo quasar.

Oggetti quasi stellari (QSO), o quasar, sono nuclei galattici attivi (AGN) estremamente luminosi contenenti buchi neri centrali supermassicci con dischi di accrescimento. I loro redshift sono misurati dalle forti righe spettrali che dominano i loro spettri visibile e ultravioletto. Tutti gli spettri di quasar osservati hanno redshift tra 0,056 e 7,54.

Gli astronomi sono particolarmente interessati a trovare nuovi quasar ad alto redshift (con redshift superiore a 6,0) poiché sono gli oggetti compatti più luminosi e più distanti nell'universo osservabile. Le osservazioni dell'ISM nelle galassie ospiti di quasar ad alto redshift hanno il potenziale di rivelare informazioni cruciali sul processo di formazione ed evoluzione delle galassie. Possono anche essere utili per far progredire la comprensione di come crescono i buchi neri supermassicci.

Ad un redshift di circa 6,003, SDSS J2310+1855 è uno dei quasar ad alto redshift più luminosi conosciuti fino ad oggi nel lontano infrarosso. Precedenti studi sull'ISM della galassia ospite di questo QSO hanno scoperto la presenza di gas molecolare altamente eccitato con complessi meccanismi di eccitazione in cui potrebbe essere coinvolto il riscaldamento del potente quasar. Per testare ulteriormente questo scenario, un gruppo di astronomi guidati da Jianan Li dell'Università di Pechino a Pechino, Cina, ha eseguito nuove osservazioni di SDSS J2310+1855 con l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile.

"Per sondare le condizioni fisiche del gas e cercare impronte di nuclei galattici attivi (AGN) sull'ISM, riportiamo le osservazioni di ALMA del [N II] _122µm e [O io] _146µm linee e il continuum sottostante da z =6.003 quasar SDSS J231038.88+185519.7, " scrivono gli astronomi sul giornale.

L'osservazione di ALMA ha rilevato chiaramente le righe spettrali dell'azoto e dell'ossigeno da SDSS J2310+1855. Dato che in questa sorgente sono state osservate altre linee a struttura fine (FS) nel lontano infrarosso, come [C II] _158µm e [O III] _88µm , SDSS J2310+1855 ha il set di linee FS più completo disponibile tra i quasar ad alto redshift conosciuti.

Lo studio si è concentrato sullo studio delle condizioni fisiche del gas atomico e ionizzato. Ha inoltre valutato l'impatto dell'AGN sull'ISM della galassia ospite del quasar. Per questo scopo, gli astronomi hanno confrontato l'emissione di riga con altre misurazioni di galassie infrarosse ultraluminose locali (ULIRG), AGN e altri sistemi ad alto redshift.

Hanno scoperto che [O I] _146µm ha un rapporto di flusso tra linea e lontano infrarosso più di due volte superiore a quello che si trova nelle galassie locali. Questo, secondo i ricercatori, suggerisce un caldo, componente gas neutro denso, eventualmente riscaldato dall'AGN.

"Il luminoso [O I] _146µm il rilevamento di J2310+1855 suggerisce gas caldo e denso nella regione nucleare, che è probabilmente riscaldato dai fotoni forniti dall'AGN oltre ai fotoni UV delle giovani stelle massicce, " spiegarono gli astronomi.

Inoltre, lo studio ha rilevato che la densità del gas ionizzato è superiore a 45 cm ^-3 e ha stimato che solo il 17% circa del [C II] _158µm l'emissione ha origine nel gas ionizzato. Secondo gli autori del documento, questi risultati, insieme ai rapporti di altre linee rispetto al flusso nel lontano infrarosso, fornire ulteriori prove che il caldo, il gas denso è probabilmente il risultato del riscaldamento dell'AGN all'ISM dell'host di J2310+1855.

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