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Feeding Black Holes : Gas Dynamics from the Outer Disk to the Very Nucleus in AGN Galaxies

Haan, Sebastian

German Title: Fütterung von Schwarzen Löchern : Gas Dynamik von der Äusseren Scheibe bis in das Zentrum in AGN Galaxien

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Abstract

Wesentlich für das Verständnis der Galaxienentwicklung und der Aktivität von galaktischen Kernen ist ein genaues Bild der zugrunde liegenden Prozesse, die für die Umverteilung von interstellarem Material verantwortlich sind. Um den Gastransport aus den äußeren Bereichen (mehrere kpc Abstand) bis in das Zentrum (einige 10 pc) von Galaxien zu untersuchen, sind Beobachtungen des molekularen Gases (CO, mit dem IRAM PdBI) aus dem NUGA Projekt mit Beobachtungen des atomaren Gases (HI, mit dem VLA) für 16 aktive Galaxien kombiniert worden. Ein Ergebnis ist, dass die Gasverteilung sowie die Häufigkeit von dynamisch gestörten äußeren Galaxienscheiben davon abzuhängen scheint, welche Art von nuklearer Aktivität vorliegt (Seyfert oder LINER). Dies wiederum weist auf eine gemeinsame Entwicklung von nuklearer Aktivität und der Umverteilung des neutralen Gases hin. Eine genaue Untersuchung zweidimensionaler Abbildungen der Gasbewegung, basierend auf gravitativen Drehmomenten in den Galaxienscheiben, hat ergeben, dass Spiralgalaxien in der Tat sehr dynamische Systeme sind und ständigen Gasumverteilungen mit Zeitskalen von wenigen Rotationsperioden unterliegen. Aufgrund dieser gravitativen Drehmomente ist es Galaxien möglich, Gas aus der äußeren Scheibe bis zu ~100 pc an das Zentrum zu transportieren. Interessanterweise können somit sogar Korotationsresonanzen von Galaxienbalken überwunden werden, von denen urspünglicherweise angenommen wurde, dass sie eine definitive Barriere für den Gastransport darstellen.

Translation of abstract (English)

Studying the process of fueling the centers of active galaxies with neutral gas is paramount for understanding the origin of nuclear activity and galaxy evolution. To trace the gas flow from the outer galactic disk at several kpc distance to a few 10 pc in the very center, the NUGA key project on molecular gas (CO, using the IRAM PdBI) is complemented with high quality spectroscopic observations of the atomic gas (HI, using the VLA) for a sample of 16 nearby active spiral galaxies (low luminosity AGN and starburst galaxies). The analysis of the outer disk properties revealed that the morphology of the atomic gas and the frequency of dynamically disturbed disks seems to correlate with the AGN type present (Seyfert, LINER), suggesting a time evolution of the AGN activity together with the redistribution of the neutral gas. To evaluate the efficiency and timescales of fueling mechanisms, twodimensional maps of the gas flow were calculated on the basis of NIR images combined with CO and HI data. This study shows that spiral disks are very dynamic systems that undergo strong secular evolution on timescales of a few rotation periods, due to the effectiveness of gravitational torques in redistributing cold galactic gas. Thus, gas can be transported from the outer disk all the way into the galaxy center at ~100 pc, even overcoming previously assumed dynamical barriers to gas transport such as the corotation resonances of stellar bars.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Rix, Prof. Dr. Hans-Walter
Date of thesis defense: 12 September 2008
Date Deposited: 23 Sep 2008 12:04
Date: 2008
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Astronomy
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
Controlled Keywords: Galaxie, Aktiver galaktischer Kern
Uncontrolled Keywords: Dynamics AGN Galaxies
Additional Information: Teile in: The Astronomical Journal, Volume 135, Issue 1, pp. 232-257 (2008)
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