بازخورد هسته کهکشانی فعال (AGN) و هم‌فرگشت کهکشان

همبستگی‌های تنگاتنگ میان سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم و کهکشان‌های میزبانشان، همراه با انرژی آزادشده توسط هسته‌های فعال، به پیوندی عمیق میان رشد سیاه‌چاله و فرگشت کهکشان اشاره دارد.

Definition

بازخورد هسته کهکشانی فعال (AGN) تأثیری است که یک سیاه‌چاله کلان‌جرم در حال برافزایش از طریق تابش، بادها و جت‌ها بر کهکشان میزبان خود اعمال می‌کند، در حالی که هم‌فرگشت به همبستگی‌های مشاهده‌شده و تنظیم متقابل مفروض میان رشد سیاه‌چاله و تشکیل کهکشان اطراف اشاره دارد.

Scope

این موضوع شامل روابط مقیاس‌بندی میان جرم سیاه‌چاله و ویژگی‌های کهکشان میزبان، بازخورد پرانرژی که توسط هسته‌های فعال، بادها را به حرکت درمی‌آورد و گاز اطراف را گرم می‌کند، تمایز میان حالت‌های بازخورد تابشی و مکانیکی، و نقش بازخورد در توقف تشکیل ستاره در کهکشان‌های پرجرم است.

Core questions

• چه روابط مقیاس‌بندی جرم سیاه‌چاله را به ویژگی‌های کهکشان میزبان مرتبط می‌کند؟
• یک هسته فعال چگونه انرژی را در کهکشان میزبان خود ذخیره می‌کند؟
• تفاوت بین بازخورد تابشی و مکانیکی چیست؟
• آیا بازخورد تشکیل ستاره را در کهکشان‌های پرجرم متوقف می‌کند؟

Key theories

روابط مقیاس‌بندی میزبان سیاه‌چاله

جرم یک سیاه‌چاله مرکزی به شدت با پراکندگی سرعت و جرم برآمدگی کهکشان میزبان همبستگی دارد، که نشان می‌دهد رشد آن‌ها از نظر فیزیکی به هم مرتبط است.

رابطه M-sigma

همبستگی قوی بین جرم سیاه‌چاله و پراکندگی سرعت ستاره‌ای برآمدگی، یکی از شواهد اصلی برای هم‌فرگشت و هدفی برای مدل‌های بازخورد است.

بازخورد تابشی و مکانیکی

هسته‌های فعال بر میزبان‌های خود هم از طریق بادهای ناشی از تابش در فازهای درخشان و هم از طریق جت‌هایی که گاز خوشه‌ای را گرم می‌کنند، تأثیر می‌گذارند؛ این دو حالت در رژیم‌های مختلف عمل می‌کنند.

Clinical relevance

بازخورد هسته کهکشانی فعال (AGN) در مدل‌های تشکیل کهکشان برای متوقف کردن رشد پرجرم‌ترین کهکشان‌ها و توضیح چرایی قدیمی و سرخ بودن آن‌ها مورد استناد قرار می‌گیرد؛ همبستگی‌های میزبان سیاه‌چاله، سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم را به شخصیت‌های اصلی در داستان فرگشت کهکشان تبدیل می‌کند.

History

بررسی‌ها در اواخر دهه 1990 نشان داد که کهکشان‌های پرجرم به طور کلی میزبان سیاه‌چاله‌های مرکزی هستند که جرم آن‌ها با میزبان مقیاس‌بندی می‌شود، و کشف رابطه M-sigma در سال 2000 این پیوند را تقویت کرد. مشاهدات بادهای ناشی از هسته کهکشانی فعال (AGN) و گرمایش گاز خوشه‌ای سپس بازخورد را به عنوان یک عنصر کلیدی در فرگشت کهکشان تثبیت کرد.

Key figures

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

Seminal works

• magorrian1998
• ferrarese2000
• fabian2012

Frequently asked questions

رابطه M-sigma چیست؟

این همبستگی مشاهده‌شده بین جرم سیاه‌چاله مرکزی یک کهکشان و پراکندگی سرعت ستارگان در برآمدگی آن است. استحکام این رابطه نشان می‌دهد که سیاه‌چاله و کهکشان بر رشد یکدیگر تأثیر گذاشته‌اند.

چگونه یک سیاه‌چاله کوچک می‌تواند بر کل یک کهکشان تأثیر بگذارد؟

اگرچه سیاه‌چاله در مقایسه با کهکشان بسیار کوچک است، اما انرژی آزادشده هنگام برافزایش گاز عظیم است. حتی بخش کوچکی از آن انرژی، که از طریق بادها، تابش یا جت‌ها به گاز اطراف منتقل می‌شود، می‌تواند گاز را گرم یا دفع کند و تشکیل ستاره را تنظیم کند.