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明亮的x射線星系核,超大質量黑洞潛伏在星系中心

所有大質量星系都被認為在它們的中心有超大質量黑洞(SMBH),這些黑洞通過從周圍環境中吸積物質而成長。目前的圖片還設想,黑洞的大小隨著其宿主星系的演化而增大,這可能是因為星系的演化包括了由星系合並等引發的吸積作用,這一概貌已由兩行數據證實。黑洞吸積的高峰期可以通過觀測核活動來測量,並且與宇宙大爆炸後大約100億年恆星形成的高峰期相吻合。恆星形成與擾動有關,這些擾動會攪動氣體並引發吸積。

博科園-科學科普:此外,局部宇宙顯示出超大質量黑洞(SMBH)質量、主星系膨脹質量與恆星速度擴散之間的密切關係。這些方法(但證實較弱)同樣可以估計早期宇宙星系中超大質量黑洞(SMBH)的大小,並發現超大質量黑洞(SMBH)的增長和星系增長是共同演化的過程。事實上,隨著時間的推移,這些過程似乎可以相互調節,從而產生我們今天所觀察到的星系和超大質量黑洞(SMBH)大小。中心黑洞的生長和恆星形成都是由大量分子氣體和塵埃提供,而塵埃發出的紅外線可以追蹤到這些氣體和塵埃。

錢德拉x射線天文台拍攝到一片星系,一項對703個擁有超大質量黑洞的星系進行的新研究發現,儘管來自塵埃紅外異塵餘生和來自原子核的x射線發射往往是相關的,但超大質量黑洞發出的紅外異塵餘生與塵埃相關性並不好,這表明觀察黑洞核周圍環面角度的作用。圖片:X-ray: NASA/CXC/CfA/R.Hickox et al.; Moon: NASA/JPL

年輕恆星和活動星系核(AGN)吸積的異塵餘生加熱塵埃顆粒,發出強烈的紅外線。由於AGN的活動也會產生x射線,人們期望AGN能夠跟蹤強塵埃排放,並且x射線和紅外異塵餘生應該是相互關聯的。CfA天文學家莫傑甘·阿扎迪(Mojegan Azadi)是一個研究小組的成員之一,該小組利用錢德拉的x射線數據和斯皮策和赫歇爾紅外數據,對703個擁有活躍超大質量黑洞(SMBH)核的星系進行了研究。

儘管研究小組在很多例中確實發現了與AGN x射線活動相關的紅外趨勢,但與AGN的紅外(非x射線)貢獻相比,他們沒有發現一個趨勢。由於AGN紅外主要來自超大質量黑洞(SMBH)周圍的一個塵埃發射環面,這種差異可能表明觀察環面角度的作用。這些結果有助於改進當前AGN活動的模型,但作者指出,更敏感、更深入的觀察應該能夠更清楚地找出與AGN相關的物理過程。

博科園-科學科普|研究/來自: 哈佛史密森尼天體物理中心

參考期刊文獻:《天體物理學》

DOI: 10.3847/1538-4357/aaf73b

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