Bubbles, Bow-Shocks, and Bullets over Broad-lines: Three Ionized Outflows Resolved with HST

Abstract

HST images and spectra of high-velocity outflows from three AGN: (1) Show 5 arcsec -long bow shock/Mach disk complexes at the ends of the active radio jet in NGC 4258. We argue that the jet has precessed to its current orientation seen at VLBI-scales. (2) Fully resolve [O III]5007Å and H beta line profiles in the NLR of NGC 1068, and show compact knots with blueshifted radial velocities >3100 km s-1 relative to ambient gas. The knots lie several arcseconds outside the nucleus, on and away from the radio jet, and are kinematically contiguous with brighter clouds moving 200-800 km s-1 relative to systemic. We argue that the knots are ablata streams undergoing radiative acceleration from jet-agitated, massive clouds. They are good candidates for ``intrinsic UV absorbers" seen in other AGN . (3) Resolve many of the filaments that form the 1 kpc-diameter superbubble of NGC 3079. Combining with ground-based Fabry-Perot spectra, we constrain gas densities, gas filling factors, and space velocities, thereby bounding the total ionized mass, momentum, and KE of this wide-angle outflow. The broadest emission line profiles lie at the base of the superbubble, and coincide with the axis of the VLBI-scale jet. However, the bulk of the superbubble, by its resemblance to hydro simulations and by its pattern of magnetic fields, appears to be inflated by a nuclear wind of mechanical luminosity 10^43 erg s-1.

Resumen

Las imágenes y espectros de flujos de alta velocidad de AGNs (núcleos activos de galaxias) obtenidos con el HST logran: (1) Mostrar sistemas de choque a proa/disco de Mach de tamaños de ∼5′′ en las puntas del radio jet de NGC 4258. Argumentamos que el jet ha precesado a su orientación corriente observada a escalas de VLBI. (2) Resolver los perfiles de las líneas de [O III] 5007 ̊A y Hβ en la NLR de NGC 1068, y mostrar nudos compactos corridos al azul a velocidades >3100 km s−1 relativas al gas ambiente. Los nudos están a varios arcosegundos afuera del núcleo, sobre y fuera del radio jet, y son cinemáticamente cercanos a nubes más brillantes que se mueven a 200–800 km s−1 (respecto a la velocidad sistémica). Argumentamos que los nudos corresponden a material ablacionado de nubes masivas por el jet y que este material está siendo acelerado por la presión de radiación. Estos nudos son buenos candidatos para los “absorbedores UV intrínsecos” observados en otros AGN. (3) Resolver muchos de los filamentos que forman la superburbuja (de 1 kpc de diámetro) de NGC 3079. Combinando estas imágenes con observaciones terrestres de Fabry-Perot, obtenemos límites para las densidades, factores de llenado y velocidades espaciales, de forma que limitamos la masa total de gas ionizado, su momento y la energía cinética de este flujo poco colimado. Los perfiles de emisión más anchos están en la base de la superburbuja, y coinciden con el eje del jet de escala VLBI. Por otro lado, dada su similitud a simulaciones hidrodinámicas y por su configuración de campo magnético, la mayor parte de la super burbuja parece haber sido inflada por un viento nuclear con una luminosidad mecánica de 1043 erg s−1.