写于 2018-12-07 03:17:03| 金沙平台| 总汇

图1:艺术家在一个发光的,富含气体的合并星系中演示了一个活跃的,大规模增加的黑洞(图片来源:NAOJ)天文学家利用斯巴鲁望远镜研究合并星系中活跃的超大质量黑洞,揭示SMBH附近的局部物理条件而不是星系的一般属性主要决定SMBH的激活天文学家团队用斯巴鲁望远镜对发光,富含气体,合并的星系进行了红外观测,以研究活跃的,大规模增生的超大质量黑洞(SMBHs)他们发现通过吸收大量物质,至少有一个SMBH几乎总是变得活跃和发光但是,只有一小部分被观察到的合并星系显示出多个活跃的SMBHs这些结果表明SMBH附近的局部物理条件而不是星系的一般性质主要决定了SMBHs的激活在这个宇宙中,暗物质的质量比发光物质高得多,而且它是多米纳的测试星系及其大尺度结构的形成广泛接受的基于冷暗物质的星系形成方案假定小型富含气体的星系的碰撞和合并导致在当前宇宙中看到的大质量星系的形成最近的观测显示具有超过一百万个太阳质量的SMBH普遍存在于星系中心富含气体的星系与SMBHs在其中心的合并不仅会导致活跃的恒星形成,还会刺激现有SMBH的质量增加,当物质聚集成超大质量时黑洞(SMBH),黑洞周围的吸积盘从重力能量的释放变得非常热,并且变得非常明亮

这个过程被称为活动星系核(AGN)活动;它不同于恒星内核聚变反应的能量产生活动了解这些活动之间的差异对于澄清星系形成的物理过程至关重要然而,观察这些过程具有挑战性,因为尘埃和气体都是恒星形成的合并星系中的AGN活动红外观测对于这类研究是不可或缺的,因为它们大大减少了尘埃灭绝的影响为了更好地理解这些活动,日本国家天文台(NAOJ)的天文学家团队由Masatoshi博士领导Imanishi,使用斯巴鲁望远镜的红外相机和光谱仪(IRCS)及其自适应光学系统来观察红外K波段(波长为22微米)和L波段(波长为38微米)的红外发光合并星系

在这些波长处成像数据以建立区分深度活动的方法来自恒星形成的活跃SMBHs的活跃,大量增加的SMBHs的辐射能量产生效率远远高于恒星内部的核聚变反应

活跃的SMBH产生大量热尘(几百个开尔文) ,产生强烈的红外L波段辐射;红外K波段和L波段发射的相对强度使活跃的SMBH与恒星形成活动区别开来由于这些红外波长的尘埃消光效应很小,该方法甚至可以检测到深埋的,活跃的SMBH,这在光学中是难以捉摸的波长斯巴鲁望远镜的自适应光学系统使该团队能够获得高空间分辨率的图像,使他们能够有效地研究星系核区域活跃的SMBH中的发射,最大限度地减少星系范围内星形成活动产生的排放污染

红外发光富含气体的合并星系基于星系核上红外K-和L-带发射的相对强度,他们证实每个星系中至少有一个活跃的SMBH发生,但是一个(图2)这表明在气体中 - 富集,合并的星系,大量的物质可以累积到SMBH上,许多这样的SMBH可以显示AGN活动

图2:inf的例子发光的,富含气体的合并星系的K波段图像图像大小为10弧秒向北,向东向左

单个图像清晰地显示了合并过程的各个方面,例如相互作用的双星系核和扩展/桥接微弱的发射结构 (图片来源:NAOJ)然而,只有四个合并星系显示多个活跃的SMBH(图3)如果两个原始合并的星系都有SMBH,那么我们预计在许多合并星系中会出现多个SMBH

将这些SMBH视为发光的AGN活动,SMBH必须积极吸收材料团队的结果意味着并非所有富含气体的合并星系中的SMBH都是积极的大规模增生,并且多个SMBH可能具有相当不同的SMBH质量增加率定量测量的质量增加率SMBH通常基于每单位SMBH质量的AGN亮度(图4)多核中SMBH质量标准化AGN光度(= AGN光度除以SMBH质量)的比较证实了不同质量增加率对多个SMBH的影响

红外发光,富含气体的合并星系图3:四个发光,富含气体的合并星系的红外K波段和L带图像,显示多个,交流SMBHs图像尺寸是10弧秒北向上,向东是向左它们显示来自多个星系核的发射红外K波段到L'-band发射强度比表征AGN加热的热尘的发射,而不是恒星形成相关的一个(图片来源:NAOJ)图4:纵轴是多个原子核之间SMBH质量归一化AGN光度(= AGN光度除以SMBH质量)的比较横轴是星系核的明显分离1千帕斯卡对应30000万亿公里(19000万亿英里)超大质量黑洞(SMBH)质量来源于各个星系核的恒星发射光度,因为发现SMBH质量和星系恒星发射光度在附近星系相关如果两个SMBH具有相同的质量增加率,当标准化为SMBH质量时,则这些对象分布在水平实线周围,在垂直轴上的值为1

水平实线是具有较大质量的SMBH并且显示出更活跃的质量增加,而下面的那些具有更小的质量并且显示更少的活性质量增加(信用:NAOJ)该发现表明SMBH周围的局部条件而不是星系的一般性质主导质量

SMBH上的吸积过程由于与星系尺度相比,SMBH上的质量增加的尺寸规模非常小,因此基于星系合并的计算机模拟很难预测这种现象

实际观察对于最好地理解SMBH的质量增加过程至关重要

在星系合并期间发生出版物:Masatoshi Imanishi和Yuriko Saito,“斯巴鲁自适应光学高空间分辨率红外K-和L'-band成像搜索在合并星系中深埋双重AGN”,2014年,ApJ,780,106; doi:101088 / 0004-637X / 780/1/106 PDF研究复制:斯巴鲁自适应光学高空间分辨率红外K波段和L波段成像搜索融合星系中深埋双AGN源:斯巴鲁望远镜图片:NAOJ

作者:栾线迸