揭示恒星形成星系中黑洞增长与宿主星系紧致度的关系

近期研究表明，黑洞(BH)增长与恒星质量($M_\bigstar$)或恒星形成率(SFR)之间的普适关系是对BH-星系共同演化的过度简化，还必须考虑宿主星系的形态与结构性质。特别是在恒星形成(SF)星系中，识别出BH增长与宿主星系紧致度之间的可能联系。利用COSMOS场中$z$ $<$ 1.2处$I_{\rm 814W}~<~24$的约6300个大质量星系，我们进行系统的偏相关分析，在控制形态与$M_\bigstar$(或SFR)的情况下，研究SF星系中样本平均BH吸积率($\rm \overline{BHAR}$)如何依赖于宿主星系紧致度。研究中采用1 kpc内的投影中心面质量密度$\Sigma_{1}$来表示宿主星系紧致度。我们发现，在SF星系中$\rm \overline{BHAR}$-$\Sigma_{1}$关系强于$\rm \overline{BHAR}$-$M_\bigstar$或$\rm \overline{BHAR}$-SFR关系，且该$\rm \overline{BHAR}$-$\Sigma_{1}$关系同时适用于核球主导星系与非核球主导星系。SF星系中的这一关系暗示了BH增长与宿主星系kpc尺度中心气体密度之间的联系，并可能进一步意味着BH附近与星系中心$\sim$ kpc处气体有共同起源。该$\rm \overline{BHAR}$-$\Sigma_{1}$关系也可解释为单位气体含量下BH增长与宿主星系中心速度弥散度之间的关系，表明宿主星系势阱在调节BH吸积中的作用。