『Nature Astronomy』誌に掲載された研究では、超大質量ブラックホールとそのホスト銀河が、異なるタイプの銀河間で一貫したガスの供給源によって同期的に共進化していることが明らかになった。この画期的な研究は、ブラックホールと銀河のダイナミクスを理解し、将来の研究を形作る上で重要な洞察を提供します。
この研究は、2022年に北京大学を卒業し、現在イリノイ大学アーバナシャンペーン校に所属するZhuang Mingyang博士と、北京大学カブリ天文学・天体物理学研究所のLui He教授によって共同で完了しました。彼らは、赤方偏移 ≤ 0 の約 11,500 個の母銀河の構造と測光特性を導き出しました。 Pan-STARRS13PISTeradian 調査のデータを使用して、赤方偏移 ≤ 0 のほぼ 11,500 個の母銀河の構造と測光特性が得られました。北京大学がこの論文の主要な協力機関である。 「活動銀河核とそのホスト銀河の進化経路」と題されたこの研究は、最近『Nature Astronomy』誌に掲載された。
超大質量ブラックホールの質量とその主銀河の性質との間に観察される密接な関係は、長い間天文学者を魅了してきました。しかし、ブラックホールと銀河の関係がどのように生じ、時間の経過とともに進化するかについては、現時点では合意がありません。ブラックホールの質量と、近くの宇宙にあるAGNのホスト銀河の特性との間の具体的な関係は、依然として解明されていない。
研究者らは、銀河の種類に関係なく、ブラックホールの質量と星の質量の関係は、活発に降着している銀河のブラックホールの関係と類似していることを発見した。さらに、この関係における銀河の位置は、星の形成とブラックホールの降着活動のレベルに関連しているようです。
荘博士は、「今回の結果は、ブラックホールの質量と星の質量面における銀河の進化の軌跡を明らかにした。銀河とその中心ブラックホールの共進化は、長い時間スケールで同期しているようだ。超大質量のブラックホールを持つ銀河は、より多くの星を作ることで追いつく。薄いブラックホールを持つ銀河は、より多くのブラックホールを食べることができる。最終的に、この2つは『幸せな』バランスに達する。」と述べた。
ブラックホールの降着と星の形成は共通のガス供給を共有しており、これが局所的な関係において天体が同時に成長する理由である可能性があります。ブラックホール質量が不十分な構成関係を下回る天体の進化経路は、ブラックホールの成長が最初は星形成より遅れるが、後にガスがより高い星の質量で安定した後に状況が逆転するという最近のシミュレーションを裏付けている。局所関係を超える超大質量ブラックホールを持つ AGN は、星の質量を増加し続けると考えられ、これは初期型 AGN 母銀河で検出された活発な星形成と豊富なガス含有量と一致します。
フィードバックの仕組みと今後の研究の方向性
これらの軌道は、星形成を抑制すると予想される放射パターン AGN フィードバック機構が、スケーリング関係を下回る銀河に対してはそれほど効果的ではないことを示しています。このスケーリング関係を超える銀河の場合、動的モードのフィードバックは長期的な星形成を防ぐには不十分であると考えられます。
「この研究は、超大質量ブラックホールとそのホスト銀河の共進化に関する新たな洞察を提供し、進化研究の明確なベンチマークと枠組みとして役立つ可能性がある」と何教授は強調した。 「これらの結果は、ブラックホールとそのホスト銀河の間の複雑な相互作用の数値シミュレーションに対する重要な観測上の制約を提供します。」
『ネイチャー・アストロノミー』の編集者は、「この論文は、近くの宇宙のブラックホール質量－恒星質量面における銀河の進化経路を調査し、星形成とブラックホール降着の特徴を結び付け、活動銀河核のフィードバックに対する重要な制約を提供するものである」と高く評価した。 「査読者の一人は次のように述べています。「この論文の発見は非常に興味深く、宇宙全体におけるブラックホールと銀河の共進化と星の形成と降着を理解する上で非常に重要です。」 」