UN ESTUDIO DE ESCENARIOS
INESTABLES EN LA GALAXIA
NGC 5427
Vladímir Jearim PEÑA-SUÁREZ, Fís.,
Nelson VERA-VILLAMIZAR, Ph. D.,
Arturo PLATA GÓMEZ, Ph. D.
Grupo Halley de Astronomía
Universidad Industrial de Santander
2008
• LO CONOCIDO DE NGC 5427
– Características Morfológicas
– Escenario de Ondas de densidad
• INESTABILIDADES DEL DISCO NUCLEAR DE NGC 5427
• OBTENCIÓN DEL PARÁMETRO DE TOOMRE
– Reescribiendo términos
– Magnitudes y extinciones
– Excesos y extinciones
– Parámetros Fotométricos del instrumento
– Fotometría con IRAF
– Resultados
• DISCUSIÓN SOBRE ESCENARIOS INESTABLES
– Inestabilidades y Morfología
– Inestabilidades y Escalas
– Errores e incertezas
• CONCLUSIONES
Lo conocido de NGC 5427...
Características Morfológicas
Sy II espiral de dos brazos con
extensas zonas de formación estelar
(regiones HII) (González & Pérez,
1992). Escenario de ondas de
densidad (Hernández, 2007).
• Núcleo muy luminoso
• Procesos energéticos no térmicos, radiación
sincrotrón
• Núcleo supermasivo
• Emisiones en RX en centro, Radio en zonas
aledañas, grandes emisiones de IR
• Regiones espectrales BLR y NLR (Falcke, 1998)
• MODELO UNIFICADO (Osterbrook, 1989)
• Jets Astrofísicos… (Alloy, 1999), (Mendoza, 2000)
Escenario de Ondas de densidad
• Brazos Espirales (escalas macro y nuclear):
Ondas viajeras
• Ondas de densidad: Perturbadores que
propician formación estelar (Roberts, 1969)...
Realimentación.
• NGC 5427: Patrón de ondas de densidad, brazos
Large Scale en la región circumnuclear
INESTABILIDADES DEL DISCO
NUCLEAR
• Modificaciones de la densidad del gas +
Formación estelar... Densidad superficial
de masa 
• Distribución de materia en estas escalas:
¿Manda el conjunto o manda la fuerte
de acreción del núcleo? ¿Inestabilidades
autogravitantes ó hidrodinámicas?
s
• Parámetro de Toomre
Q 
G 
(Binney & Tremaine, 1987)
Q
Descripción de escenario
<1
Inest. Gravitacionales en discos autogravitantes
=1
Discos infinitamente delgados
>1
In. Hidrodinámicas en discos no autogravitantes
• Calcular Q para NGC 5427
– ¿frecuencia epicíclica?  Curvas de
rotación
– ¿Y la velocidad del sonido s ?
– ¿Y la densidad  ?
– ¿Cómo medir estas variables?
Obtención de Q… Reescribiendo
términos
• Medida de “a”: “Modelo de transferencia
radiativa” (Block, et al, 1996)
Dispersión de
velocidades en galaxias con perfiles gaussianos
de Luminosidad ≃10 km s-1
• G en unidades astronómicas:
G [N m2 kg-2]
G [pc3 s2 MΘ ]
• Frecuencia Epicíclica“κ “ : κ ≃ 2ah-1
h: Ancho del brazo [pc] (Elmegreen, et al, 1998)
• Densidad Superficial : Debe salir de las
imágenes disponibles :≀ …
...Et voilà!
a

Q  1,5 
 10 kms


1

2



 1M pc  2






1
 h

 1pc



1
• Material de trabajo:
– F606W (banda V, 2002 Å centrada en 5935 Å).
ar c sec
Resolución de 0,046 pixel
– F160W (banda H, 2002 Å centrada en 1,6 m).
c sec
Resolución de 0,075 arpixel
• Propiedades fotométricas de la galaxia: Evolución de la
población estelar presente
• Exceso de Color E(V – H): Evolución cronológica (Estrellas
Jóvenes en V, Estrellas viejas en H)
• E(V – H) > 0:
“Formación estelar” > “Tasa de envejecimiento estelar”
Fotometría: Magnitudes y
extinciones
• Magnitudes visuales mV y mH : Luminosidades
aparentes
• Magnitudes Absolutas V y H: Referidas a una
distancia de 10 pc.
V – H = mV – mH + AV – AH
• Extinciones Luminosas AV y AH : Absorción y
dispersión en cada . (Kartunen, 2005)
• Extinción Visual AV : Medida indirecta de 
(Bohlin & Savage, 1978)
  15 A V [MΘ pc-2]
Fotometría: Excesos y extinciones
• Extinciones vs. Exceso de Color:
E(V – H) = AV – AH
• Curvas de Extinción de Mathis: Relaciones
entre extinciones (Mathis, 1990)
• Medida del Exceso de Color:
(Martini & Pogge, 1999)
E (V  H )  (V  H )br azo  (V  H )int er br azo
Fotometría: Algunas
características del HST
• Calibraciones: Características funcionales de los
dispositivos CCD. Normalización de intensidad a
sistema Vega Mag
• Parámetros fotométricos del HST
{PHOTFLAM}, {PHOTZPT}, {EXPTIME}, {CR}, {DN}
• Magnitudes Calibradas:
(Baguett, et al, 2005), (Dickinson, et al, 2005)
• IRAF: Herramienta computacional diseñada para
estudiar imágenes HST
Fotometría usando IRAF
• Ellipse: Perfiles azimutales de luminosidad (Isofotas)
Método extensivo (50 elipses)
• Imexamine: Perfiles radiales (Captura aleatoria)
Método intensivo (100 puntos)
• Discriminación de regiones:
– Interbrazo interno – Brazo – Interbrazo externo
• Ancho del brazo: Análisis del perfil de luminosidad
(Método del Paralaje)
Resultados
• Ancho del brazo : h = 428 pc
• Exceso de color: E(V – H) = 0,12 Mag
• Extinción visual: A = 0,148
• Densidad Superficial:  = 2,22 [MΘ pc-2]
• Parámetro de Toomre: Q = 15,7
La región circumnuclear de NGC 5427 exhibe un
escenario de inestabilidad hidrodinámica
Discusión sobre escenarios inestables:
Morfología e inestabilidades
• Formación estelar: Consecuencia de la
inestabilidad del disco
• Nucleo NGC 5427: No autogravitante, pero
“más autogravitante” que otros (Martini &
Pogge, 1999)
• Ancho de brazo grande: Rotación lenta
Poca eficiencia de acreción
Autogravedad
Morfología e inestabilidades
• Estructura Large – Scale de NGC 5427
(Hernandez, 2007): Inestabilidad hidrodinámica
• Baja densidad de NGC 5427: Baja eficiencia de
formación estelar
• No hay Patrón perturbador eficiente: Se
fortalece carácter autogravitante
Inestabilidades y escalas
• Regímenes de inestabilidad: Circunstancias locales
(Pierens, 2005)
• Potencial axial-simétrico de NGC 5427: Cálculo de
masa de la Máquina Central (Torrealba, et al, 2006)
• Parámetro
Q:
Componente
del
Disco
Componente Perturbadora… (Combes, 2000)
+
• Articulación de estructura de ondas de densidad
con régimen inestable con estimación de masa…
Nuevo reto!
Errores e Incertezas
• Aproximaciones: Modelo de Transferencia
Radiativa :Ancho del brazo, dispersión de
velocidades
• Validez de la muestra: Isofotas dan promedio “a
la baja”, Selección de puntos aleatorios puede
estar sesgada, FWHM del brazo es empírico
• Resolución: Correcciones fotométricas debido
a la mutua diferencia de resoluciones
CONCLUSIONES
• NGC 5427: Inestabilidad hidrodinámica en región
circumnuclear coincidente con estructura de ondas
de densidad y morfología observada
• Patrón perturbador de NGC 5427 no es eficiente,
bajo valor de Q, mucha población vieja… AGN de
baja actividad
• Parámetro Q no es de
Superposición de dinámicas
carácter
global:
• Determinación de masa de la Máquina Central:
Test de verificación y complemento
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