上海天文台发现旋臂能导致气体内流至星系中心喂食黑洞
21.04.2016 11:41
本文来源: 科学技术委员会
供黑洞吞噬的物质是如何来到星系中心的呢？理论研究认为，星系中的各种恒星结构（如恒星棒、旋臂、核棒、核旋臂等）可以导致气体向星系中心的内流，从而为低光度活动星系核中的核活动提供燃料。然而，由于缺乏空间分辨的数据，在研究工作中一直缺乏直接的观测证据。
近日，中国科学院上海天文台博士研究生罗荣欣在研究员郝蕾的指导下，利用VENGA(VIRUS-PExplorationofNearbyGalaxies)巡天的积分视场光谱数据对近邻低光度活动星系核NGC1042中核活动的燃料供给机制进行了系统性研究，他们发现NGC1042中的内部旋臂可以导致电离气体的径向内流，从而为核活动提供燃料。这一结果表明，在无恒星棒的晚型星系中，旋臂所导致的气体内流现象在该类星系的长期演化中具有一定作用。目前该工作已经被国际核心期刊《天体物理学报》接收发表。
据郝蕾介绍，积分视场光谱(IntegralFieldSpectroscopy，简称IFS)是近年来快速发展的新型天文观测技术。这是一种兼顾成像和光谱优势的观测手段，其最大的特点在于能够同时获取星系中不同空间位置处的光谱，从而提供丰富的空间分辨信息。VENGA是一个国际合作的积分视场光谱巡天项目，其观测目标为30个近邻的漩涡星系，其中包括17个活动星系核。目前该巡天已完成了观测及数据处理，共获得上述星系约55000个区域的光谱。近年来，郝蕾领导的星系与活动星系核课题组一直积极参与VENGA巡天的观测、数据处理及科学分析工作。
“近邻活动星系核中的燃料供给机制是我感兴趣的，我希望通过积分视场光谱的数据来研究星系中气体的分布、电离及运动学特性，从而帮助人们理解各种恒星结构是如何将气体转移到星系中央，并为核活动提供燃料的。”文章的第一作者罗荣欣说。
那为什么选择NGC1042呢？罗荣欣表示，它是一个约1400万光年之外的低光度活动星系核，位于鲸鱼座天区内，其中央潜伏着一个300万倍太阳质量的黑洞，星系中央与黑洞共存的还有大质量的恒星团，而且核恒星团中不乏年轻恒星。这些性质使得NGC1042成为研究低质量端黑洞质量增长过程的理想实验室。
“在星系中央500pcx500pc（1pc相当于3.26光年）的区域内，我们发现了一个环状的电离气体结构。该结构从距离星系中心100pc处延伸至300pc处，并显示出特别的激发特征。”罗荣欣说。
“通过分析该环状结构中电离气体的运动学特性，我们发现是星系内部的旋臂导致了气体的径向内流，每年向内转移的物质质量是黑洞每年吞噬物质的100倍，比核恒星团每年形成恒星的质量略大。”罗荣欣进一步说明，“这些研究结果表明，对于NGC1042这个临近的活动星系核，旋臂所导致的气体内流能够为核活动及核恒星团中的恒星形成提供燃料。”
郝蕾说：“由于NGC1042是一个没有棒的旋涡星系，我们的结果也一定程度上表明了，在无恒星棒的晚型星系中，旋臂所导致的气体内流现象在该类星系的长期演化中具有一定作用。在接下来的工作中，我们将通过更多样本的观测来进一步研究这一机制。 【来源】中科院网站
本文来源: 科学技术委员会
21.04.2016 11:41