Precessão induzida por buraco negro de Kerr: uma alternativa ao sistema binário de buracos negros supermassivos? Anderson Caproni (IAG/USP) Herman.

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1 Precessão induzida por buraco negro de Kerr: uma alternativa ao sistema binário de buracos negros supermassivos? Anderson Caproni (IAG/USP) Herman J. Mosquera Cuesta (CBPF) Zulema Abraham (IAG/USP) IV Workshop Nova Física do Espaço Fev/2005

2 Modelo unificado para os núcleos ativos de galáxias
NLR R~ cm r~ cm-3 Dv~ km s-1 Disco de acresção Rint~1014 cm Rext~1015 cm Jato R~ cm BH M~108 M R~1013 cm BLR R~ cm r~ cm-3 Dv~ km s-1 Toróide de poeira Rint~1017 cm Krolik (1999) A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta & Z. Abraham _____ IV Workshop Nova Física no Espaço (Fev/2005)

3 Precessão de jatos em AGN...
Indícios da existência de precessão em jatos relativísticos de AGN: 3C 120 (Caproni & Abraham 2004b) Pprec(a) (anos) 12,3  0,3 Pprec,s(b) (anos) 11,9  0,3 g 6,8  0,5 W (o) 1,5  0,3 f0 (o) 4,8  0,5 h0 (o) -108  4 (a) Medido no referencial fixo ao observador. (b) Medido no referencial fixo à fonte. A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta & Z. Abraham _____ IV Workshop Nova Física no Espaço (Fev/2005)

4 Precessão de jatos em AGN...
Indícios da existência de precessão em discos de galáxias Seyfert I: (Storchi-Bergmann et al. 2003) Precessão de um braço espiral no disco: variabilidade no perfil duplo da linha espectral Ha A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta & Z. Abraham _____ IV Workshop Nova Física no Espaço (Fev/2005)

5 Amostra de objetos Objeto Tipo z Pprec (anos) MBH (108 Mo) Sgr A*
Centro da Galáxia 0,000 0,29 0,037 NGC 1097 Seyfert I 0,004 5,5 0,55 Arp 102B 0,024 2,2 2,20 3C 120 0,033 12,3 0,34 BL Lacertae BL Lac 0,069 14,5 3,6 3C 273 Quasar 0,158 16,0 49,3 OJ 287 0,306 11,6 2,29 3C 279 0,536 11,0 8,17 3C 345 0,593 10,1 79,6 A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta & Z. Abraham _____ IV Workshop Nova Física no Espaço (Fev/2005)

6 Amostra de objetos Objeto Tipo z Pprec (anos) MBH (108 Mo) Sgr A*
Centro da Galáxia 0,000 0,29 0,037 A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta & Z. Abraham _____ IV Workshop Nova Física no Espaço (Fev/2005)

7 Amostra de objetos Objeto Tipo z Pprec (anos) MBH (108 Mo) NGC 1097
Seyfert I 0,004 5,5 0,55 Arp 102B 0,024 2,2 2,20 3C 120 0,033 12,3 0,34 3C 120 Arp (1987) V+1,7 GHz Kuchinski et al. (2000) NGC 1097 Arp 102B V The Digitalized Sky Survey A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta & Z. Abraham _____ IV Workshop Nova Física no Espaço (Fev/2005)

8 Amostra de objetos Objeto Tipo z Pprec (anos) MBH (108 Mo) BL Lacertae
0,069 14,5 3,6 OJ 287 0,306 11,6 2,29 OJ 287 V DDS BL Lacertae V DDS 43 GHz 15 GHz A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta & Z. Abraham _____ IV Workshop Nova Física no Espaço (Fev/2005)

9 Amostra de objetos Objeto Tipo z Pprec (anos) MBH (108 Mo) 3C 273
Quasar 0,158 16,0 49,3 3C 279 0,536 11,0 8,17 3C 345 0,593 10,1 79,6 3C 273 V DDS 3C 279 V DDS 3C 345 HST Kirhakos et al. (1999) 15 GHz 15 GHz X-ray A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta & Z. Abraham _____ IV Workshop Nova Física no Espaço (Fev/2005)

10 Spin-induced precession
Disco de acresção inclinado com relação a um buraco negro de Kerr: Efeito Lense-Thirring (Lense & Thirring 1918): wL-T a r-3; Viscosidade do disco: efeito Bardeen-Petterson (Bardeen & Petterson 1975); q A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta & Z. Abraham _____ IV Workshop Nova Física no Espaço (Fev/2005)

11 Spin-induced precession
Nossa abordagem é baseada em Liu & Melia (2002): Assumindo... Sd = Sd(r); Disco precessiona como um corpo rígido. A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta & Z. Abraham _____ IV Workshop Nova Física no Espaço (Fev/2005)

12 Spin-induced precession
Disco em lei de potência s = -2 Spin do buraco negro log(Rout/Rms) (Caproni, Mosquera Cuesta & Abraham 2004) A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta & Z. Abraham _____ IV Workshop Nova Física no Espaço (Fev/2005)

13 Spin-induced precession
Disco em lei de potência s = 0 Spin do buraco negro log(Rout/Rms) (Caproni, Mosquera Cuesta & Abraham 2004) A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta & Z. Abraham _____ IV Workshop Nova Física no Espaço (Fev/2005)

14 Spin-induced precession
Disco em lei exponencial s = -2 Spin do buraco negro log(Rout/Rms) (Caproni, Mosquera Cuesta & Abraham 2004) A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta & Z. Abraham _____ IV Workshop Nova Física no Espaço (Fev/2005)

15 Conclusões Possibilidade dos torques produzidos pelo desalinhamento entre os momentos angulares do BH e do disco de acresção gerar precessão; Razão ente período de precessão e massa do BH é calculada em função do spin do BH e da estrutura do disco de acresção (densidade superficial); Formalismo pode ser usado para extrair propriedades físicas do disco, assim como do spin do BH em sistemas que apresentem indícios de precessão; Teoria foi confrontada com nove objetos para os quais períodos de precessão e massas de BH são conhecidos; Fornece períodos de precessão compatíveis com com aqueles inferidos a partir de observações rádio/óptico; Entretanto, nem todas as combinações de spin do BH e estrutura do disco fornecem resultados compatíveis com os observados, impondo vínculos nas propriedades do disco se a precessão é realmente induzida por este mecanismo. A. Caproni, H. J. Mosquera Cuesta & Z. Abraham _____ IV Workshop Nova Física no Espaço (Fev/2005)

16 FIM

17 Efeito Bardeen-Petterson e precessão de jatos
Assumindo... Sd = Sd(r); Disco precessiona como um corpo rígido. Onde: