天文學家揭示了超大質量黑洞及其宿主星系的進化路徑
圖1:左:黑洞質量-恒星質量平面上物體朝向z = 0的演化路徑。進化路徑由每個箭頭的學家星系方向和長度表示。紅色、揭示及其徑綠色和藍色的質量橢圓代表了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低紅移1型活動星系核的假彩色泛星1圖像。學分:uux.cn/自然天文學(2023)。學家星系DOI: 10.1038/s41550-023-02051-4
（神秘的揭示及其徑地球uux.cn）據北京大學：2023年8月17日發表在《自然天文學》上的一篇題為“活動星系核及其宿主星系的演化路徑”的新論文，提供了關于超大質量黑洞及其宿主星系共同演化的質量關鍵新見解。
這項研究由2022年畢業于北京大學、黑洞化路目前隸屬于伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的宿主莊明揚博士和北京大學Kavli天文與天體物理研究所的Luis C. Ho教授進行，利用Pan-STARRS1 3PI球面度巡天的天文數據，推導出近11，學家星系500個紅移≤ 0.35的揭示及其徑活動星系核(AGN)的宿主星系的結構和光度特性，以探索黑洞質量和附近宇宙中宿主星系特性之間的聯系。
觀測到的超大質量黑洞的質量和它們的宿主星系的性質之間的緊密聯系長期以來引起了天文學家的興趣。然而，對于黑洞-星系的關系是如何產生的，或者它們是如何隨著時間的推移而演變的，還沒有達成共識。黑洞質量和附近宇宙中活動星系核的宿主星系之間的具體聯系仍然難以捉摸。
研究發現，無論星系類型如何，具有活躍吸積黑洞的星系在黑洞質量和恒星質量之間遵循類似的關系。此外，星系在這個關系中的位置似乎與恒星形成和黑洞吸積活動的程度有關。
“我們的結果揭示了黑洞質量-恒星質量平面上星系的演化軌跡，”莊博士說。“銀河系和它的中心黑洞的聯合演化在很長的時間尺度上看起來是同步的。擁有超重黑洞的星系通過制造更多的恒星來迎頭趕上。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，這可能解釋了在局部關系中物體的同步增長。具有位于局部關系之下的低質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，即黑洞的增長最初落后于恒星的形成，但后來在氣體在更高的恒星質量下變得穩定后，情況發生了逆轉。在局部關系上方具有超大質量黑洞的活動星系核繼續獲得恒星質量，這與在早期類型的AGN主星系中探測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反饋機制，預計會抑制恒星的形成，對低于比例關系的星系不太有效。對于高于這個關系的星系，動力學模式的反饋似乎不足以阻止長期的恒星形成。
“這項工作為超大質量黑洞及其宿主星系的共同進化提供了新的見解，可以作為進化研究的最終基準和框架，”何教授說。“這些結果為模擬黑洞與其宿主星系之間復雜相互作用的數值模擬提供了關鍵的觀測約束。”
“這篇文章探索了黑洞質量上的星系演化路徑——附近宇宙中的恒星質量平面，將恒星形成和黑洞吸積的屬性聯系起來，并為活動星系核反饋提供了關鍵的約束條件，”《自然天文學》的編輯說。
“這篇論文的發現非常有趣，對于我們理解黑洞和星系在宇宙時代的共同演化以及它們的恒星形成和吸積非常重要，”一位評論者說。
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