高红移星系中活动星系核与剧烈盘不稳定性的观测关联
宇宙学与河外天体物理
2015-06-03 v6
摘要
我们提供了盘星系中巨团块的存在与活动星系核（AGN）出现之间存在关联的证据。质量为 10^8-9 太阳质量的巨团块源于富气星系中的剧烈引力不稳定性，并且有人提出这种不稳定性可能为超大质量黑洞（BH）提供燃料。我们利用发射线诊断方法，比较了红移 z~0.7 处的 14 个团块状（不稳定）盘星系样本和 13 个较平滑（稳定）盘星系样本。我们样本中的大多数团块状盘星系具有很高的概率包含 AGN。它们的 [OIII] 发射线被强烈激发，这与仅由低金属丰度恒星形成所导致的情况不符。[NeIII] 激发也更高。稳定盘星系很少具有此类性质。叠加超深 Chandra 观测（4 Ms）数据揭示了团块状星系中存在 X 射线超出，这不能仅归因于恒星形成，并证实了 AGN 的存在。我们中等红移样本中的团块状星系具有富气盘星系的典型特征，而非并合特征，特别是它们位于恒星形成主序带上。这表明我们的发现适用于 z>1 处物理上相似且数量众多的富气不稳定盘星系。利用观测到的 [OIII] 和 X 射线光度，我们保守估计团块状盘星系所寄宿的 AGN 具有约 10^43 erg/s 量级的典型热光度，黑洞增长率约为 10^-2 太阳质量/年，并且这些 AGN 在 X 射线波段被显著遮蔽。鉴于我们的观测表明其工作循环较高（>10%），且可能在较短阶段内发生更高光度的吸积爆发，这种中等光度模式足以在几十亿年内提供当今黑洞质量的很大一部分。盘不稳定性随质量和红移的观测演化可以解释恒星形成与黑洞增长的同时“减缩”现象。
引用
@article{arxiv.1111.0987,
title = {An Observed Link between Active Galactic Nuclei and Violent Disk Instabilities in High-Redshift Galaxies},
author = {Frederic Bournaud and Stephanie Juneau and Emeric Le Floc'h and James Mullaney and Emanuele Daddi and Avishai Dekel and Pierre-Alain Duc and David Elbaz and Fadia Salmi and Mark Dickinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.0987},
year = {2015}
}
备注
ApJ in press