Обратная связь активных ядер галактик и коэволюция галактик

Тесные корреляции между сверхмассивными черными дырами и их родительскими галактиками, наряду с энергией, выделяемой активными ядрами, указывают на глубокую связь между ростом черных дыр и эволюцией галактик.

Definition

Обратная связь активных ядер галактик (AGN feedback) — это влияние аккрецирующей сверхмассивной черной дыры на свою родительскую галактику посредством излучения, ветров и джетов, тогда как коэволюция относится к наблюдаемым корреляциям и предполагаемой взаимной регуляции между ростом черной дыры и формированием окружающей галактики.

Scope

Эта тема охватывает масштабные соотношения между массой черной дыры и свойствами родительской галактики, энергетическую обратную связь, посредством которой активные ядра вызывают ветры и нагревают окружающий газ, различие между радиационными и механическими режимами обратной связи, а также роль обратной связи в подавлении звездообразования в массивных галактиках.

Core questions

• Какие масштабные соотношения связывают массу черной дыры со свойствами родительской галактики?
• Как активное ядро передает энергию своей родительской галактике?
• В чем разница между радиационной и механической обратной связью?
• Подавляет ли обратная связь звездообразование в массивных галактиках?

Key theories

Масштабные соотношения между черной дырой и родительской галактикой

Масса центральной черной дыры тесно коррелирует с дисперсией скоростей и массой балджа родительской галактики, что предполагает их физическую связь в процессе роста.

Соотношение M-сигма

Сильная корреляция между массой черной дыры и дисперсией скоростей звезд в балдже является одним из ведущих доказательств коэволюции и целью для моделей обратной связи.

Радиационная и механическая обратная связь

Активные ядра влияют на свои родительские галактики как посредством ветров, вызванных излучением в ярких фазах, так и посредством джетов, которые нагревают газ в скоплениях, причем оба режима действуют в разных условиях.

Clinical relevance

Обратная связь активных ядер галактик используется в моделях формирования галактик для остановки роста самых массивных галактик и объяснения того, почему они старые и красные; корреляции между черной дырой и родительской галактикой делают сверхмассивные черные дыры центральными персонажами в истории эволюции галактик.

History

Исследования в конце 1990-х годов установили, что массивные галактики обычно содержат центральные черные дыры, массы которых масштабируются с родительской галактикой, а открытие соотношения M-сигма в 2000 году усилило эту связь. Наблюдения ветров, вызванных активными ядрами галактик, и нагрева газа в скоплениях затем установили обратную связь как ключевой ингредиент эволюции галактик.

Key figures

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

Seminal works

• magorrian1998
• ferrarese2000
• fabian2012

Frequently asked questions

Что такое соотношение M-сигма?

Это наблюдаемая корреляция между массой центральной черной дыры галактики и дисперсией скоростей звезд в ее балдже. Теснота этой связи предполагает, что черная дыра и галактика влияли на рост друг друга.

Как крошечная черная дыра может влиять на целую галактику?

Хотя черная дыра ничтожно мала по сравнению с галактикой, энергия, выделяемая при аккреции газа, огромна. Даже небольшая часть этой энергии, связанная с окружающим газом посредством ветров, излучения или джетов, может нагревать или выбрасывать газ и регулировать звездообразование.