中國天文學家在活躍星系核宿主矮星系的星族研究中獲進展


中國科學院雲南天文台博士研究生蔡偉、研究員趙應和團隊對活躍星系核(active galactic nucleus)宿主矮星系的星族和恆星形成歷史進行統計研究,結果發現活躍星系核宿主矮星系和正常的恆星形成星系有著類似的質量-金屬豐度關係,並且還發現當活躍星系核宿主矮星系的雙電離氧(doubly ionized oxygen,光譜上用 O III 為標記)λ5007發射線光度大於三十二萬倍太陽光度時,光度權重下的平均年齡以及年輕星族在光度上的貢獻與雙電離氧光度存在著相關性。

活躍星系核與星系共同演化的本質目前仍然不清楚,但大部分工作都認為活躍星系核在大質量星系的演化中扮演著重要的角色。然而在小質量星系中,活躍星系核對星系的演化是否起到重要作用仍存在爭論。

蔡偉等人基於星族合成方法,對目前最大的、包含一百三十六個源的活躍星系核宿主矮星系樣本進行研究。星族合成就是找出與觀測光譜最匹配、由不同星族線性組合起來的模型光譜。分析後發現,光度權重下平均年齡具有比較廣的分佈,分佈範圍為一千萬年到一百億年。這意味著這些活躍星系核宿主矮星系多樣化的恆星形成歷史。然而,所有源質量權重下的平均年齡都是大於十億年,顯示這些活躍星系核宿主矮星系的質量主要是由年老星族所貢獻。

另外,這些活躍星系核宿主矮星系的質量-金屬豐度關係與正常的恆星形成星系相類似,這說明活躍星系核不太可能對宿主星系的化學演化產生強烈影響。而且,如上圖所示,通過進一步分析雙電離氧光度和年輕星族的光度比例、光度權重下的平均年齡後發現,當雙電離氧光度大於三十二萬倍太陽光度時,它們之間存在著明顯的相關性。這顯示中心區域的恆星形成與活躍星系核活動之間應該存在某種物理聯繫。例如,黑洞的吸積和恆星的形成可以由相同的氣體供應,當存在更多的氣體時,活躍星系核活動會更強,恆星形成活動​​也會更強。

【圖、文:節錄自中國科學院雲南天文台網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在2020年11月2日出版的《天體物理學報》

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