AGN-Feedback und Galaxien-Koevolution

Enge Korrelationen zwischen supermassereichen Schwarzen Löchern und ihren Wirtsgalaxien, zusammen mit der von aktiven Kernen freigesetzten Energie, deuten auf eine tiefe Verbindung zwischen dem Wachstum Schwarzer Löcher und der Galaxienentwicklung hin.

Definition

AGN-Feedback ist der Einfluss, den ein akkretierendes supermassereiches Schwarzes Loch durch Strahlung, Winde und Jets auf seine Wirtsgalaxie ausübt, während Koevolution die beobachteten Korrelationen und die angenommene gegenseitige Regulierung zwischen dem Wachstum Schwarzer Löcher und der Entstehung der umgebenden Galaxie bezeichnet.

Scope

Dieses Thema behandelt die Skalierungsbeziehungen zwischen der Masse Schwarzer Löcher und den Eigenschaften der Wirtsgalaxie, das energetische Feedback, durch das aktive Kerne Winde antreiben und umgebendes Gas aufheizen, die Unterscheidung zwischen radiativen und mechanischen Feedback-Modi sowie die Rolle des Feedbacks bei der Unterdrückung der Sternentstehung in massereichen Galaxien.

Core questions

• Welche Skalierungsbeziehungen verbinden die Masse Schwarzer Löcher mit den Eigenschaften der Wirtsgalaxie?
• Wie gibt ein aktiver Kern Energie an seine Wirtsgalaxie ab?
• Worin besteht der Unterschied zwischen radiativem und mechanischem Feedback?
• Unterdrückt Feedback die Sternentstehung in massereichen Galaxien?

Key theories

Skalierungsbeziehungen zwischen Schwarzem Loch und Wirtsgalaxie

Die Masse eines zentralen Schwarzen Lochs korreliert eng mit der Geschwindigkeitsdispersion und der Masse des Bulges der Wirtsgalaxie, was darauf hindeutet, dass ihr Wachstum physikalisch miteinander verbunden ist.

Die M-Sigma-Beziehung

Die starke Korrelation zwischen der Masse Schwarzer Löcher und der stellaren Geschwindigkeitsdispersion des Bulges ist ein führender Beweis für Koevolution und ein Ziel für Feedback-Modelle.

Radiatives und mechanisches Feedback

Aktive Kerne beeinflussen ihre Wirtsgalaxien sowohl durch strahlungsgetriebene Winde in leuchtstarken Phasen als auch durch Jets, die Clustergas aufheizen, wobei die beiden Modi in unterschiedlichen Regimen operieren.

Clinical relevance

AGN-Feedback wird in Galaxienentstehungsmodellen herangezogen, um das Wachstum der massereichsten Galaxien zu stoppen und zu erklären, warum sie alt und rot sind; die Korrelationen zwischen Schwarzem Loch und Wirtsgalaxie machen supermassereiche Schwarze Löcher zu zentralen Akteuren in der Geschichte der Galaxienentwicklung.

History

Untersuchungen in den späten 1990er Jahren zeigten, dass massive Galaxien im Allgemeinen zentrale Schwarze Löcher beherbergen, deren Massen mit der Wirtsgalaxie skalieren, und die Entdeckung der M-Sigma-Beziehung im Jahr 2000 schärfte diese Verbindung. Beobachtungen von AGN-getriebenen Winden und der Aufheizung von Clustergas etablierten dann Feedback als eine Schlüsselkomponente der Galaxienentwicklung.

Key figures

• John Kormendy
• Andrew Fabian
• Laura Ferrarese
• David Merritt

Seminal works

• magorrian1998
• ferrarese2000
• fabian2012

Frequently asked questions

Was ist die M-Sigma-Beziehung?

Es ist die beobachtete Korrelation zwischen der Masse des zentralen Schwarzen Lochs einer Galaxie und der Geschwindigkeitsdispersion der Sterne in ihrem Bulge. Die Enge dieser Beziehung deutet darauf hin, dass das Schwarze Loch und die Galaxie das Wachstum des jeweils anderen beeinflusst haben.

Wie kann ein winziges Schwarzes Loch eine ganze Galaxie beeinflussen?

Obwohl das Schwarze Loch im Vergleich zur Galaxie winzig ist, ist die Energie, die es beim Akkretieren von Gas freisetzt, enorm. Selbst ein kleiner Bruchteil dieser Energie, der durch Winde, Strahlung oder Jets an das umgebende Gas gekoppelt ist, kann Gas aufheizen oder ausstoßen und die Sternentstehung regulieren.