黑洞吸积率与恒星形成率之间的联系

这是NGC 1068的合成图像，NGC 1068是包含快速增长的超大质量黑洞和恒星形成的最近和最亮的星系之一。一项新的研究表明，平均而言，黑洞的积聚和恒星的形成均以相似的速度增长，这可能与物质如何流向各个区域有关。钱德拉X射线天文台的X射线数据显示为红色，哈勃太空望远镜的光学数据显示为绿色，超大阵列的无线电数据显示为蓝色。

通过将钱德拉X射线天文台的数据与斯皮策和赫歇尔太空望远镜的红外观测结果进行比较，天文学家发现，在广泛的光度范围内，星系的平均黑洞吸积率与恒星形成率之间几乎呈线性关系。

超大质量黑洞（拥有百万至数十亿个太阳质量的黑洞）被认为位于大多数星系的中心。这些黑洞必须经历强烈的吸积活动才能长成较大的尺寸，在此期间，它们将被视为活跃的银河核，并且在X射线中尤其明亮。已经发现这些黑洞的质量与环绕其星系的银河系中恒星的累积质量密切相关（受引力约束）。在第二个发现中，事实证明，黑洞的积聚活动和恒星形成活动都在大约三十亿年前的类似宇宙时期达到顶峰，然后下降到今天。这两个结果似乎暗示了黑洞和恒星质量增长的平行进化路径，但是驱动这种明显联系（如果存在）的物理机制却鲜为人知。更令人困惑的是，一些关于个体对象的研究得出的结论是，几乎没有相关性，甚至没有相反的相关性。

黑洞的积聚和恒星的形成都需要提供气体，而揭示其生长之间的任何联系的线索可能在于为它们提供气体的机制。CfA天文学家克里斯汀·琼斯（Christine Jones），比尔·福曼（Bill Forman）和安迪·戈丁（Andy Golding）以及一组合作者认为，由于恒星形成发生在亿万年的时间尺度上，而活跃的黑洞积聚可能在数百万年中迅速变化，因此最合适比较这两个过程时所使用的度量标准是很长时间的平均值。

这位科学家研究了钱德拉X射线天文台研究的121个活跃星系，斯皮策和赫歇尔太空望远镜也在红外中对其进行了观测。前者提供了平均的增生活动量度，而后者则检测了年轻恒星变暖的尘埃，对恒星形成活动进行了采样。通过这种方法，天文学家发现在广泛的光度范围内，星系的平均黑洞吸积率与恒星形成率之间几乎呈线性关系。结果表明，星系中的两种活动之间确实存在着紧密的联系。

出版物：Chien-Ting J. Chen等，“恒星形成星系中恒星形成速率与平均黑洞积积之间的相关性”，2013年，ApJ，773，第3页。 doi：10.1088 / 0004-637X / 773/1/3

研究报告的PDF副本：恒星形成星系中恒星形成率与平均黑洞积聚之间的相关性

图像：美国宇航局和钱德拉