Conditions for Star Formation in Nearby AGN and QSO Hosts

  • Our Team

  • Prof. Andreas Eckart
    (PI, PH1)
  • PD Dr. Silke Britzen (PI, MPIfR )
  • Prof. Anton Zensus (MPIfR )
  • Gerold Busch (PH1)
  • Nastaran Fazeli (PH1)
  • S. Elaheh Hosseini (PH1/MPIfR)
  • Marzieh Parsa (PH1/MPIfR)
  • Dr. Nadeen Sabha (PH1)
  • Dr. Banafsheh Shahzamanian (PH1)
  • Dr. Christian Straubmeier (PH1)
  • Dr. Monica Valencia-Schneider (PH1)
  • Dr. Gunther Witzel (UCLA)
  • Michal Zajacek (MPIfR/PH1)

Überblick

Die Leuchtkraft „normaler“ Galaxien, wie unserer Milchstraße, wird durch die in der Galaxie beheimateten Sterne bestimmt. Die meiste Energie wird, entsprechend der charakteristischen Form stellarer Spektren, in einem relativ engen Bereich von Wellenlängen im optischen und nah-infrararoten Bereich abgestrahlt. Es gibt aber Galaxien, deren Strahlung einen anderen Charakter besitzt: ihre Leuchtkraft übersteigt deutlich die klassischer Galaxien in einem breiten Wellenlängenbereich vom Radio- bis Gammastrahlenbereich. Die intensive Strahlung dieser Galaxien, durch welche diese noch in größten Entfernungen beobachtbar sind, stammt aus ihrem aktiven Galaxienkern. Hier schluckt ein supermassives Schwarzes Loch Materie, die sich in einer heißen Akkretionsscheibe auf das Schwarze Loch zu bewegt. Für die hohe Leuchtkraft ist damit letztendlich die Gravitationsenergie verantwortlich, die freigesetzt wird, wenn die Materie dem Einfluss des Schwarzen Lochs folgt. Ein weiteres Charakteristikum dieser Galaxienkerne sind relativistische Jets, d.h. gebündelte, hochenergetische Gasströme senkrecht zur Akkretionsscheibe. Aufgrund ihres aktiven Kerns werden diese energiereichsten Objekte des Universums als AGN-Galaxien („active galactic nucleus“) bezeichnet. Die bekannten Quasare („QSOs“) stellen dabei einen besonderen Untertyp aktiver Galaxien dar.

Wie in solchen aktiven Galaxien Sternentstehung abläuft und wie dabei das zentrale Schwarze Loch und die relativistischen Jets mit dem umgebenden interstellaren Medium wechselwirken, wird in Projekt A2 erforscht. „Die zentrale Frage ist, ob man aus der Aktivität des Galaxienkerns Information über die Sternentstehung in dessen Umgebung ableiten kann und welchen Einfluss anders herum Sternentstehung auf die Aktivität des Kerns hat,“ charakterisiert Projektleiter Andreas Eckart das Forschungsprogramm. Beispielsweise ist noch nicht verstanden, welche Faktoren darüber entscheiden, ob das zentrale supermassive Schwarze Loch einer Galaxie Aktivität entwickelt oder nicht. Beobachtete Korrelationen zwischen den Eigenschaften Schwarzer Löcher und denen ihrer Heimatgalaxie lassen darauf schließen, dass ein enger Zusammenhang zwischen der Entwicklung beider besteht. Das Schwarze Loch schluckt Gas, aus dem potentiell auch Sterne hätten entstehen können. Was darüber entscheidet, welcher Anteil des Gases im Schwarzen Loch und welcher in neu gebildeten Sternen endet, ist ein weiterer bisher unverstandener Aspekt.

Die Beantwortung dieser Fragen erfordert Beobachtungen aktiver Galaxien, die genügend räumliche Details auflösen können, um Bewegungsmuster des molekularen Gases und Strukturen im Kern wieder zu geben. „Wir konnten eine Vielzahl von Daten naher AGN im Nah-Infraroten und im Millimeter Bereich mit hoher Winkelauflösung aufnehmen, so dass wir sehr nah an das aktive Zentrum der Galaxien herankommen konnten“, berichtet Andreas Eckart. Projekt A2 konnte mit solchen neu aufgenommenen Daten in der bisherigen Laufzeit des SFB bereits wichtige Anhaltspunkte zum Verständnis der Sternentstehung in aktiven Galaxien liefern. Für verschiedene nahe Galaxienkerne konnte die Verteilung und Bewegung des molekularen Gases ermittelt werden und Emission des aktiven Kerns von Emission aufgrund ablaufender Sternentstehung unterschieden werden. Außerdem wurde der Einfluss von Jets auf den Ablauf von Sternentstehung studiert und die Emission verschiedener naher Quasare ausgewertet. In Bezug auf das Zentrum unserer Milchstraße kommt Projekt A2 ein besonderes Ereignis zugute, das Details darüber liefern kann, wie das zentrale supermassive Schwarze Loch der Milchstraße Materie schluckt. Im Rahmen von A2 konnte vorhergesagt werden, dass sich ein staubiges Objekt auf das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße zu bewegt. Beobachtungen, wie die Emission des Galaktischen Zentrums beeinflusst wird wenn dieses Objekt im Schwarzen Loch verschwindet, werden Aufschluss über die Mechanismen der Akkretion und Strahlungserzeugung nahe des Schwarzen Loches geben.

Auch wenn Projekt A2 schon jetzt dazu beitragen konnte, einige neue Aspekte der Sternentstehung in aktiven Galaxien zu verstehen, bleibt weiterhin viel zu tun. Projektleiterin Silke Britzen erklärt: „Durch neue Daten und neue Technologien werden neue Fragen aufgeworfen, und Fragen, die wir bereits beantwortet haben kann man dann auch noch einmal neu angehen. Eigentlich lernen wir ständig Neues, aber wir stellen auch permanent neue Fragen und wollen neue Daten.

Ausgewählte Publikationen


In 2018
Mossoux, Enmanuelle; Eckart, Andreas; The X-ray footprint of the circumnuclear disc;
2018, MNRAS 474, 3787;

Eckart, A.; Parsa, M.; Mossoux, E.; Shahzamanian, B.; Zajacek, M.; Hosseini, E.; Subroweit, M.; Peissker, F.; Sabha, N.; Valencia-S., M.; and 4 coauthors;
Light and shadow in the Galactic Center - On the detection of the relativistic periastron shift of star S2 in the Galactic Center; 2018 arXiv180601096E

Markakis, K.; Eckart, A.; Castro, N.; Sánchez-Monge, Á.; Labadie, L.; Nishiyama, S.; Britzen, S.; Zensus, J. A.; High-resolution Observations of Cen A: Yellow and Red Supergiants in a Region of Jet-induced Star Formation?; 2018, ApJ 852, 63

In 2017
Eckart, Andreas; Hüttemann, Andreas; Kiefer, Claus; Britzen, Silke; Zajaček, Michal; Lämmerzahl, Claus; Stöckler, Manfred; Valencia-S, Monica; Karas, Vladimir; García-Marín, Macarena; The Milky Way's Supermassive Black Hole: How Good a Case Is It?; 2017, FoPh 47, 553

Gravity Collaboration; Garcia Lopez, R.; Perraut, K.; Caratti O Garatti, A.; Lazareff, B.; Sanchez-Bermudez, J.; Benisty, M.; Dougados, C.; Labadie, L.; Brandner, W.; and 64 coauthors ; The wind and the magnetospheric accretion onto the T Tauri star S Coronae Australis at sub-au resolution; 2017, A&A 608, 78;

Krumpe, M.; Husemann, B.; Tremblay, G. R.; Urrutia, T.; Powell, M.; Davis, T. A.; Scharwächter, J.; Dexter, J.; Busch, G.; Combes, F.; and 5 coauthors; The Close AGN Reference Survey (CARS). Mrk 1018 halts dimming and experiences strong short-term variability; 2017, A&A 607, L9;

Parsa, M.; Eckart, A.; Shahzamanian, B.; Karas, V.; Zajaček, M.; Zensus, J. A.; Straubmeier, C.; Investigating the Relativistic Motion of the Stars Near the Supermassive Black Hole in the Galactic Center; 2017, ApJ 845, 22;

Moser, Lydia; Sánchez-Monge, Álvaro; Eckart, Andreas; Requena-Torres, Miguel A.; García-Marin, Macarena; Kunneriath, Devaky; Zensus, Anton; Britzen, Silke; Sabha, Nadeen; Shahzamanian, Banafsheh; and 2 coauthors; Approaching hell's kitchen: Molecular daredevil clouds in the vicinity of Sagittarius A*; 2017, A&A 603, 68;

Zajacek, M.; Eckart, A.; Shahzamanian, B.; Polarimetry Narrows Down the Possibilities for the Dusty S-Cluster Object (DSO/G2) in the Galactic Centre; 2017, Obs 137, 112;

Zajaček, Michal; Britzen, Silke; Eckart, Andreas; Shahzamanian, Banafsheh; Busch, Gerold; Karas, Vladimír; Parsa, Marzieh; Peissker, Florian; Dovčiak, Michal; Subroweit, Matthias; and 2 coauthors; Nature of the Galactic centre NIR-excess sources. I. What can we learn from the continuum observations of the DSO/G2 source?; 2017, A&A 602, 121;

Busch, Gerold; Eckart, Andreas; Valencia-S., Mónica; Fazeli, Nastaran; Scharwächter, Julia; Combes, Françoise; García-Burillo, Santiago; Star formation and gas flows in the centre of the NUGA galaxy NGC 1808 observed with SINFONI; 2017, A&A 598, 55;

In 2016
Shahzamanian, B., Eckart, A., Zajacek, M., Valencia-S., Sabha, N., et al., Polarized near-infrared light of the Dusty S-cluster Object (DSO/G2) at the Galactic center, 2016, A&A 593, 131

Borkar, A., Eckart, A., Straubmeier, C., et al., Monitoring the Galactic Centre with the Australia Telescope Compact Array, 2016, MNRAS 458, 2336

Garcia-Burillo, S., Combes, F., ... Eckart, A., et al., ALMA Resolves the Torus of NGC 1068: Continuum and Molecular Line Emission, 2016, ApJL 823, 12

Busch, G., Fazeli, N., Eckart, A., Valencia-S., M., et al., A low-luminosity type-1 QSO sample. V. Overluminous host spheroids and their excitation mechanisms, 2016, A&A 587, 138

Moser, L., ..., Busch, G., ..., Eckart, A., et al., A low-luminosity type-1 QSO sample . IV. Molecular gas contents and conditions of star formation in three nearby Seyfert galaxies, 2016, A&A 587, 137

Zajacek, M., Eckart, A., ..., Shahzamanian, B., Sabha, N., ..., Valencia-S., M., Effect of an isotropic outflow from the Galactic Centre on the bow-shock evolution along the orbit, 2016, MNRAS 455, 1257

In 2015
Valencia-S., M., Eckart, A., Zajacek, M., Peissker, F., et al., Monitoring the Dusty S-cluster Object (DSO/G2) on its Orbit toward the Galactic Center Black Hole, 2015, ApJ 800, 125

Rashed, Y.E., Eckart, A., Valencia-S., M., et al., Line and continuum variability in active galaxies, 2015, MNRAS 454, 2918

Shahzamanian, B., Eckart, A., Valencia-S., M., Witzel, G., et al., Polarized light from Sagittarius A* in the near-infrared Ks-band, 2015, A&A 576, 20

Smajic, S., Moser, L., Eckart, A., Busch, G., et al., The nuclear gas disk of NGC 1566 dissected by SINFONI and ALMA, 2015, A&A 583, 104

Tremou, E., ..., Eckart, A., Valencia-S., M., et al., A low-luminosity type-1 QSO sample. III. Optical spectroscopic properties and activity classification, 2015, A&A 580, 113

Vitale, M., Fuhrmann, L., Garcia-Marin, M., Eckart, A., et al., Galaxy evolution across the optical emission-line diagnostic diagrams?, 2015, A&A 573, 93

Busch, G., Smajic, S., Scharwächter, J., Eckart, A., Valencia-S., M., et al., A low-luminosity type-1 QSO sample. II. Tracing circumnuclear star formation in HE 1029-1831 with SINFONI, 2015, A&A 575, 128
 

In 2014
Smajic, S., Moser, L., Eckart, A., ..., Combes, ..., Garcia-Burillo, et al., ALMA-backed NIR high resolution integral field spectroscopy of the NUGA Galaxy NGC1433, 2014, A&A 567, 119

Jalali, B., ..., Eckart, A., ..., Sabha, N., et al., Star formation in the vicinity of nuclear black holes: young stellar objects close to Sgr A*, 2014, MNRAS 444, 1205

​Combes, F.; Garcia-Burillo, S.; Casasola, V.; ... Eckart, A. et al., ALMA reveals the feeding of the Seyfert 1 nucleus in NGC 1566, 2014, A&A 565, 97

Zajacek, M., Karas, V., Eckart, A., Dust-enshrouded star near supermassive black hole: predictions for high-eccentricity passages near low-luminosity galactic nuclei, 2014, A&A 565, 17

Busch, G.; Zuther, J.; Valencia-S., M.; Moser, L.; Fischer, S.; Eckart, A.; et al., A low-luminosity type-1 QSO sample: I. Overluminous host spheroidals or undermassive black holes?; 2014, A&A 561, 140
 

In 2013
Bremer, M.; Scharwächter, J.; Eckart, A.; Valencia-S., M.; Zuther, J.; Combes, F.; et al, What produces the extended LINER-type emission in the NUGA galaxy, NGC 5850?, 2013, A&A 558, 34

Rashed, Y. E.; Zuther, J.; Eckart, A. ; Busch, G.; Valencia-S., M.; Vitale, M.; Britzen, S. ; Muxlow, T., High-resolution observations of SDSS J080800.99+483807.7 in the optical and radio domains. A possible example of jet-triggered star formation, 2013, A&A 558, 5

Eckart, A., Britzen, S., Horrobin, M., Zamaninasab, M., et al., The Galactic Center as a Paradigme for Low Luminosity Nuclei; refereed; in press; Bad Honnef Proc; ,2013, arXiv13112743E

Combes, F.; Garcia-Burillo, S.; Casasola, V.; ... Eckart, A. et al., ALMA observations of feeding and feedback in nearby Seyfert galaxies: an AGN-driven outflow in NGC 1433, 2013, A&A 558, 124

Eckart, A.; Muzic, K.; Yazici, S.; Sabha, N.; Shahzamanian, B.; Witzel, G.; et al., Near-infrared proper motions and spectroscopy of infrared excess sources at the Galactic center, 2013, A&A, 551, 18

In 2012
Witzel, G.; Eckart, A.; Bremer, M.; Zamaninasab, M.; Shahzamanian, B.; et al., Source-intrinsic Near-infrared Properties of SgrA*: Total Intensity Measurements; 2012, ApJS 203, 18

Vitale, M.; Zuther, J.; García-Marin, M.; Eckart, A.; Bremer, M.; Valencia-S., M.; Zensus, A; Classifying radio emitters from the Sloan Digital Sky Survey. Spectroscopy and diagnostics, 2012, A&A 546, 17

Sabha, N.; Eckart, A.; Merritt, D.; et al., The S-star cluster at the center of the Milky Way. On the nature of diffuse NIR emission in the inner tenth of a parsec, 2012, A&A 545, 70

Valencia-S., M.; Zuther, J.; Eckart, A.; García-Marín, M.; Iserlohe, C.; Wright Is IRAS 01072+4954 a True-Seyfert 2?. Hints from near-infrared integral field spectroscopy, 2012 A&A 544, 129

Koenig, S.; Garcia-Marin, M.; Eckart, A.; Downes, D.; Scharwächter,J.;The Arp 220 Merger on kpc Scales, 2012 ApJ 754, 58