天文學(xué)家揭示了超大質(zhì)量黑洞及其宿主星系的進(jìn)化路徑

 人參與 | 時(shí)間：2025-12-10 04:52:16
天文學(xué)家揭示了超大質(zhì)量黑洞及其宿主星系的天文進(jìn)化路徑
圖1:左:黑洞質(zhì)量-恒星質(zhì)量平面上物體朝向z = 0的演化路徑。進(jìn)化路徑由每個(gè)箭頭的學(xué)家星系方向和長(zhǎng)度表示。紅色、揭示及其徑綠色和藍(lán)色的質(zhì)量橢圓代表了z ≳ 6類星體和被懷疑有重量不足的黑洞的物體的典型位置，包括z≈2亞毫米星系(SMG)和附近的黑洞化路發(fā)光紅外星系(lirgs)和窄線塞弗特1星系(NLS1s)。黑線表示有不活躍(死亡)黑洞的宿主地方星系的位置。右圖:研究中分析的天文四個(gè)低紅移1型活動(dòng)星系核的假彩色泛星1圖像。學(xué)分:uux.cn/自然天文學(xué)(2023)。學(xué)家星系DOI: 10.1038/s41550-023-02051-4
（神秘的揭示及其徑地球uux.cn）據(jù)北京大學(xué)：2023年8月17日發(fā)表在《自然天文學(xué)》上的一篇題為“活動(dòng)星系核及其宿主星系的演化路徑”的新論文，提供了關(guān)于超大質(zhì)量黑洞及其宿主星系共同演化的質(zhì)量關(guān)鍵新見解。
這項(xiàng)研究由2022年畢業(yè)于北京大學(xué)、黑洞化路目前隸屬于伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的宿主莊明揚(yáng)博士和北京大學(xué)Kavli天文與天體物理研究所的Luis C. Ho教授進(jìn)行，利用Pan-STARRS1 3PI球面度巡天的天文數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出近11，學(xué)家星系500個(gè)紅移≤ 0.35的揭示及其徑活動(dòng)星系核(AGN)的宿主星系的結(jié)構(gòu)和光度特性，以探索黑洞質(zhì)量和附近宇宙中宿主星系特性之間的聯(lián)系。
觀測(cè)到的超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量和它們的宿主星系的性質(zhì)之間的緊密聯(lián)系長(zhǎng)期以來(lái)引起了天文學(xué)家的興趣。然而，對(duì)于黑洞-星系的關(guān)系是如何產(chǎn)生的，或者它們是如何隨著時(shí)間的推移而演變的，還沒(méi)有達(dá)成共識(shí)。黑洞質(zhì)量和附近宇宙中活動(dòng)星系核的宿主星系之間的具體聯(lián)系仍然難以捉摸。
研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論星系類型如何，具有活躍吸積黑洞的星系在黑洞質(zhì)量和恒星質(zhì)量之間遵循類似的關(guān)系。此外，星系在這個(gè)關(guān)系中的位置似乎與恒星形成和黑洞吸積活動(dòng)的程度有關(guān)。
“我們的結(jié)果揭示了黑洞質(zhì)量-恒星質(zhì)量平面上星系的演化軌跡，”莊博士說(shuō)。“銀河系和它的中心黑洞的聯(lián)合演化在很長(zhǎng)的時(shí)間尺度上看起來(lái)是同步的。擁有超重黑洞的星系通過(guò)制造更多的恒星來(lái)迎頭趕上。那些有瘦黑洞的黑洞允許黑洞吃更多。最終，兩者達(dá)到了一種幸福的平衡。”
黑洞吸積和恒星形成有共同的氣體供應(yīng)，這可能解釋了在局部關(guān)系中物體的同步增長(zhǎng)。具有位于局部關(guān)系之下的低質(zhì)量黑洞的物體的演化路徑支持了最近模擬提出的一種情況，即黑洞的增長(zhǎng)最初落后于恒星的形成，但后來(lái)在氣體在更高的恒星質(zhì)量下變得穩(wěn)定后，情況發(fā)生了逆轉(zhuǎn)。在局部關(guān)系上方具有超大質(zhì)量黑洞的活動(dòng)星系核繼續(xù)獲得恒星質(zhì)量，這與在早期類型的AGN主星系中探測(cè)到活躍的恒星形成和豐富的氣體含量一致。
這些軌跡表明，輻射模式AGN反饋機(jī)制，預(yù)計(jì)會(huì)抑制恒星的形成，對(duì)低于比例關(guān)系的星系不太有效。對(duì)于高于這個(gè)關(guān)系的星系，動(dòng)力學(xué)模式的反饋似乎不足以阻止長(zhǎng)期的恒星形成。
“這項(xiàng)工作為超大質(zhì)量黑洞及其宿主星系的共同進(jìn)化提供了新的見解，可以作為進(jìn)化研究的最終基準(zhǔn)和框架，”何教授說(shuō)。“這些結(jié)果為模擬黑洞與其宿主星系之間復(fù)雜相互作用的數(shù)值模擬提供了關(guān)鍵的觀測(cè)約束。”
“這篇文章探索了黑洞質(zhì)量上的星系演化路徑——附近宇宙中的恒星質(zhì)量平面，將恒星形成和黑洞吸積的屬性聯(lián)系起來(lái)，并為活動(dòng)星系核反饋提供了關(guān)鍵的約束條件，”《自然天文學(xué)》的編輯說(shuō)。
“這篇論文的發(fā)現(xiàn)非常有趣，對(duì)于我們理解黑洞和星系在宇宙時(shí)代的共同演化以及它們的恒星形成和吸積非常重要，”一位評(píng)論者說(shuō)。 頂: 26669踩: 69326