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  • 研究表明:黑洞和宿主星系共同成长,星系越大黑洞就越大

    ​在过去的二十年里,天文学家已经得出结论,大多数星系的中心都有大质量黑洞,而且黑洞和宿主星系质量是相关的。但这两者是如何联系在一起的呢?现在,夏威夷大学MāNoa天文学研究所的科学家,可能已经揭示了部分答案。通过仔细筛选数百张星系图像,研究人员开始更清晰地定义星系演化的图景。星系的增长可能是由与其他星系的相互作用形成,这些相互作用促成了在星系中心生长的超大质量黑洞。

    研究表明:黑洞和宿主星系共同成长,星系越大黑洞就越大

    恒星之间的气体和尘埃被称为星际介质(ISM),是超大质量黑洞(SMBH)生长和新恒星形成的燃料。但新的研究表明,与那些没有超大质量黑洞的星系相比,星际介质在其核心拥有不断增长的超大质量黑洞星系中可能具有不同性质。较热的气体不太可能塌缩成新恒星,所以这一发现可能表明,不断增长的中心超大质量黑洞,削弱了星系产生新恒星的能力。

    研究表明:黑洞和宿主星系共同成长,星系越大黑洞就越大

    星际介质升温的原因可能是什么?答案是光(各种波段),特别是来自热星的星光,可以做到这一点。但星系之间的相互作用(当它们相互碰撞,甚至只是近距离通过)可以产生大规模的冲击波,压缩密度较低的气体,使其更有可能形成恒星。天文学家用泛星观测的图像研究了630个星系形状。将星系分为合并、早期合并和非合并。然后将这些形状与相同星系在更长的中红外波长下的光输出进行比较,在那里可以研究星际介质的性质。

    研究表明:黑洞和宿主星系共同成长,星系越大黑洞就越大

    当星系足够近的时候,它们会经历一种星系舞蹈,直到它们最终结合成一个单一的系统。这些相互作用有很好的记录特征,使天文学家能够对一组星系进行分类。这个研究项目让我们对发生在星系内部的所有过程复杂性和纠缠有了更大了解,正在进行的解构星系研究很吸引人。研究人员发现,在有活跃黑洞的星系中,星际介质更热,热分子气体与其他冷却剂的比率更大,尘埃粒子的其他特征比黑洞处于休眠状态的星系具有更大取值范围。

    研究表明:黑洞和宿主星系共同成长,星系越大黑洞就越大

    在我们附近的宇宙空间中,发现中心拥有不断增长的超大质量黑洞星系的热星际介质与那些没有的不同,向超大质量黑洞输送燃料的相同过程,也让我们能够探测回星系星际介质的能量转移,未来更详细的观察将使研究人员证实这些能量转移过程。IFA作为享有盛誉REU项目的一部分已有近20年历史,培训了130多名学生,其中一些人现在是不同天文学领域的领导者。

    研究表明:黑洞和宿主星系共同成长,星系越大黑洞就越大

    由于有这个独特的机会在夏威夷大学工作,拥有世界级的设施和科学家,IFA每学期都会收到500多份申请。IFA REU项目的首席研究员纳德·哈吉希普尔(Nader Haghighiour)指出:我们的导师是各自领域的世界领先者,我们的REU学生从事的是尖端研究。本文的研究者丽贝卡就是一个很好的例子,我们为REU学生感到非常自豪,因为他们几乎所有人都在研究生院继续学习,其中许多人获得了国家认可。

    研究表明:黑洞和宿主星系共同成长,星系越大黑洞就越大

    在2020年秋季学期,PETRIC和UH MāNOA本科生戴安娜·卡斯塔内达将继续利用平流层红外天文观测站(SOFIA)飞机上的光谱仪,研究附近宇宙空间中一些最发光成长中超大质量黑洞所在星系的星际介质。索非亚的观测将使卡斯塔内达和佩特里克能够更深入地了解能量在不断增长的超大质量黑洞和星际介质之间转移的过程,其研究成果发表在《天体物理学》期刊上。

    研究表明:黑洞和宿主星系共同成长,星系越大黑洞就越大

    博科园|研究/来自:夏威夷大学马诺阿分校

    研究发表期刊《天体物理学》

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