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A Massive Molecular Torus inside a Gas-poor Circumnuclear Disk in the Radio Galaxy NGC 1052 Discovered with ALMA
The Astrophysical Journal ( IF 4.8 ) Pub Date : 2020-05-27 , DOI: 10.3847/1538-4357/ab8bd6
Seiji Kameno 1, 2 , Satoko Sawada-Satoh 3 , C. M. Violette Impellizzeri 1, 4 , Daniel Espada 5 , Naomasa Nakai 6 , Hajime Sugai 7 , Yuichi Terashima 8 , Kotaro Kohno 9, 10 , Minju Lee 11 , Sergio Martn 1, 12
Affiliation  

We report ALMA observations of NGC 1052 to quest mass accretion in a gas-poor active galactic nucleus (AGN). We detected CO emission representing a rotating ring-like circumnuclear disk (CND) seen edge-on with the gas mass of $5.3 \times 10^{5}$ M$_{\odot}$. The CND has smaller gas mass than that in typical Seyfert galaxies with circumnuclear star formation and is too gas-poor to drive mass accretion onto the central engine. The continuum emission casts molecular absorption features of CO, HCN, HCO$^+$, SO, SO$_2$, CS, CN, and H$_2$O, with H$^{13}$CN and HC$^{15}$N and vibrationally-excited (v$_2 = 1$) HCN and HCO$^+$. Broader absorption line widths than CND emission line widths imply presence of a geometrically thick molecular torus with a radius of $2.4 \pm 1.3$ pc and a thickness ratio of $0.7 \pm 0.3$. We estimate the H$_2$ column density of $(3.3 \pm 0.7) \times 10^{25}$ cm$^{-2}$ using H$^{12}$CN, H$^{13}$CN, and HCO$^{+}$ absorption features and adopting abundance ratio of $^{12}$C-to-$^{13}$C and a HCO$^{+}$-to-H$_2$, and derived the torus gas mass of $(1.3 \pm 0.3) \times 10^7$ M$_{\odot}$, which is $\sim 9$\% of the central black-hole mass. The molecular gas in the torus is clumpy with the estimated covering factor of $0.17^{+0.06}_{-0.03}$. The gas density of clumps inside the torus is inferred to be $(6.4 \pm 1.3) \times 10^7$ cm$^{-3}$, which meets the excitation conditions of H$_2$O maser. Specific angular momentum in the torus exceeds a flat-rotation curve extrapolated from that of the CND, indicating a Keplerian rotation inside a 14.4-pc sphere of influence.

中文翻译:

ALMA发现射电星系NGC 1052中贫气环核盘内的大分子环面

我们报告了 NGC 1052 的 ALMA 观测结果,以探索贫气活动星系核 (AGN) 中的质量吸积。我们检测到 CO 排放,代表旋转的环状环核盘 (CND),其气体质量为 $5.3 \times 10^{5}$ M$_{\odot}$。CND 的气体质量比典型的环绕核恒星形成的赛弗特星系中的气体质量小,而且气体太贫乏,无法将质量吸积到中央引擎上。连续谱发射投射出 CO、HCN、HCO$^+$、SO、SO$_2$、CS、CN 和 H$_2$O 的分子吸收特征,其中 H$^{13}$CN 和 HC$^{ 15}$N 和振动激发 (v$_2 = 1$) HCN 和 HCO$^+$。比 CND 发射线宽更宽的吸收线宽度意味着存在几何厚的分子环面,其半径为 $2.4 \pm 1.3$ pc,厚度比为 $0.7 \pm 0.3$。我们使用 H$^{12}$CN, H$^{13}$ 估计 $(3.3 \pm 0.7) \times 10^{25}$ cm$^{-2}$ 的 H$_2$ 列密度CN 和 HCO$^{+}$ 吸收特征并采用 $^{12}$C-to-$^{13}$C 和 HCO$^{+}$-to-H$_2$ 的丰度比,并推导出 $(1.3 \pm 0.3) \times 10^7$ M$_{\odot}$ 的环面气体质量,这是中心黑洞质量的 $\sim 9$\%。环面中的分子气体是块状的,估计覆盖因子为 $0.17^{+0.06}_{-0.03}$。推断环面内团块的气体密度为$(6.4 \pm 1.3) \times 10^7$ cm$^{-3}$,满足H$_2$O脉泽激发条件。环面中的特定角动量超过了从 CND 外推的平坦旋转曲线,表明开普勒旋转在 14.4 pc 的影响范围内。和 HCO$^{+}$ 吸收特征并采用 $^{12}$C-to-$^{13}$C 和 HCO$^{+}$-to-H$_2$ 的丰度比,和推导出 $(1.3 \pm 0.3) \times 10^7$ M$_{\odot}$ 的环面气体质量,这是中心黑洞质量的 $\sim 9$\%。环面中的分子气体是块状的,估计覆盖因子为 $0.17^{+0.06}_{-0.03}$。推断环面内团块的气体密度为$(6.4 \pm 1.3) \times 10^7$ cm$^{-3}$,满足H$_2$O脉泽激发条件。环面中的特定角动量超过了从 CND 外推的平坦旋转曲线,表明开普勒旋转在 14.4 pc 的影响范围内。和 HCO$^{+}$ 吸收特征并采用 $^{12}$C-to-$^{13}$C 和 HCO$^{+}$-to-H$_2$ 的丰度比,和推导出 $(1.3 \pm 0.3) \times 10^7$ M$_{\odot}$ 的环面气体质量,这是中心黑洞质量的 $\sim 9$\%。环面中的分子气体是块状的,估计覆盖因子为 $0.17^{+0.06}_{-0.03}$。推断环面内团块的气体密度为$(6.4 \pm 1.3) \times 10^7$ cm$^{-3}$,满足H$_2$O脉泽激发条件。环面中的特定角动量超过了从 CND 外推的平坦旋转曲线,表明开普勒旋转在 14.4 pc 的影响范围内。这是中心黑洞质量的 $\sim 9$\%。环面中的分子气体是块状的,估计覆盖因子为 $0.17^{+0.06}_{-0.03}$。推断环面内团块的气体密度为$(6.4 \pm 1.3) \times 10^7$ cm$^{-3}$,满足H$_2$O脉泽激发条件。环面中的特定角动量超过了从 CND 外推的平坦旋转曲线,表明开普勒旋转在 14.4 pc 的影响范围内。这是中心黑洞质量的 $\sim 9$\%。环面中的分子气体是块状的,估计覆盖因子为 $0.17^{+0.06}_{-0.03}$。推断环面内团块的气体密度为$(6.4 \pm 1.3) \times 10^7$ cm$^{-3}$,满足H$_2$O脉泽激发条件。环面中的特定角动量超过了从 CND 外推的平坦旋转曲线,表明开普勒旋转在 14.4 pc 的影响范围内。
更新日期:2020-05-27
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