国家天文台在超大质量黑洞自旋起源研究中获进展

[ 录入者:zhangms | 时间:2016-12-15 11:04:08 | 作者: | 来源:中科院网站 | 浏览:1636次 ]

12月12日,美国天文学会在其研究亮点官网AAS NOVA上介绍了中国科学院国家天文台研究员王竞及其合作者关于超大质量黑洞自旋起源的研究成果。该成果发表在国际期刊《天体物理学快报》上(Wang, J., Xu, Y, Xu, D. W., & Wei, J. Y. , ApJL, 2016, 833, 2:POWERFUL RADIO EMISSION FROM LOW-MASS SUPERMASSIVE BLACK HOLESFAVORS DISK-LIKE BULGES)。

已有的观测证据暗示宇宙中的大质量超大质量黑洞(10^8-9M)和小质量超大质量黑洞(10^6-7M)很可能起源于不同的演化机制。人们普遍认为大质量超大质量黑洞的质量增长和自旋是起源于黑洞-黑洞并合,而小质量超大质量黑洞的质量增长则是来源于吸积周围气体的长期演化过程。那么,小质量超大质量黑洞的自旋起源就一直是一个谜团。

为了解释这一谜团,国家天文台王竞及其合作者首先建立了一个射电选的Seyfert 2 型星系样本。由于中心黑洞周围尘埃环的遮挡效应,Seyfert 2 型星系的寄主星系不会被明亮中心黑洞吸积的辐射所淹没。接着,利用黑洞周围恒星动力学的办法,王竞及其合作者挑选出了31个中心黑洞质量~10^6-7M的射电选Seyfert 2 型星系,并仔细分析了它们寄主星系的面亮度分布。

通过分析,王竞及其合作者发现小质量超大质量黑洞的射电辐射强度与寄主星系核球的面亮度轮廓有关。射电辐射越强,寄主星系核球的面亮度轮廓的集中度越差,越接近于典型的盘结构。这一相关性在之前的研究中还从未有人发现过。

王竞及其合作者在排除了所有的可能性后,明确地指出大质量和小质量的超大质量黑洞的自旋有完全不同的起源。与大质量的超大质量黑洞的自旋起源于黑洞-黑洞并合不同,小质量的超大质量黑洞的自旋起源于黑洞对周围气体的吸积。这一结论强有力地支持了两类超大质量黑洞的观点:大质量和小质量的超大质量黑洞形成于完全不同的机制。

    该研究受到国家自然科学基金的支持。

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