ผลกระทบย้อนกลับของ AGN และการวิวัฒนาการร่วมกันของกาแล็กซี

ความสัมพันธ์ที่แน่นแฟ้นระหว่างหลุมดำมวลยวดยิ่งและกาแล็กซีเจ้าบ้านของพวกมัน ประกอบกับพลังงานที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสที่ทำงานอยู่ ชี้ให้เห็นถึงความเชื่อมโยงอย่างลึกซึ้งระหว่างการเติบโตของหลุมดำและการวิวัฒนาการของกาแล็กซี

Definition

ผลกระทบย้อนกลับของ AGN คืออิทธิพลที่หลุมดำมวลยวดยิ่งที่กำลังสะสมมวลส่งผลต่อกาแล็กซีเจ้าบ้านของมันผ่านการแผ่รังสี ลม และเจ็ต ในขณะที่การวิวัฒนาการร่วมกันหมายถึงความสัมพันธ์ที่สังเกตได้และการควบคุมซึ่งกันและกันที่สันนิษฐานไว้ระหว่างการเติบโตของหลุมดำและการก่อตัวของกาแล็กซีโดยรอบ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงความสัมพันธ์แบบสเกลระหว่างมวลหลุมดำและคุณสมบัติของกาแล็กซีเจ้าบ้าน ผลกระทบย้อนกลับเชิงพลังงานที่นิวเคลียสที่ทำงานอยู่ขับเคลื่อนลมและให้ความร้อนแก่ก๊าซโดยรอบ ความแตกต่างระหว่างโหมดผลกระทบย้อนกลับเชิงการแผ่รังสีและเชิงกล และบทบาทของผลกระทบย้อนกลับในการยับยั้งการก่อตัวดาวฤกษ์ในกาแล็กซีมวลมาก

Core questions

• ความสัมพันธ์แบบสเกลใดที่เชื่อมโยงมวลหลุมดำกับคุณสมบัติของกาแล็กซีเจ้าบ้าน?
• นิวเคลียสที่ทำงานอยู่ส่งพลังงานเข้าสู่กาแล็กซีเจ้าบ้านได้อย่างไร?
• ความแตกต่างระหว่างผลกระทบย้อนกลับเชิงการแผ่รังสีและเชิงกลคืออะไร?
• ผลกระทบย้อนกลับยับยั้งการก่อตัวดาวฤกษ์ในกาแล็กซีมวลมากหรือไม่?

Key theories

ความสัมพันธ์แบบสเกลระหว่างหลุมดำกับกาแล็กซีเจ้าบ้าน

มวลของหลุมดำกลางมีความสัมพันธ์อย่างแน่นแฟ้นกับการกระจายความเร็วและมวลของส่วนป่องของกาแล็กซีเจ้าบ้าน ซึ่งบ่งชี้ว่าการเติบโตของพวกมันมีความเชื่อมโยงทางกายภาพ

ความสัมพันธ์ M-sigma

ความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งระหว่างมวลหลุมดำกับการกระจายความเร็วของดาวฤกษ์ในส่วนป่องเป็นหลักฐานสำคัญประการหนึ่งสำหรับการวิวัฒนาการร่วมกันและเป็นเป้าหมายสำหรับแบบจำลองผลกระทบย้อนกลับ

ผลกระทบย้อนกลับเชิงการแผ่รังสีและเชิงกล

นิวเคลียสที่ทำงานอยู่มีอิทธิพลต่อกาแล็กซีเจ้าบ้านทั้งผ่านลมที่ขับเคลื่อนด้วยการแผ่รังสีในระยะสว่างจ้า และผ่านเจ็ตที่ให้ความร้อนแก่ก๊าซในกระจุกกาแล็กซี โดยทั้งสองโหมดทำงานในระบอบที่แตกต่างกัน

Clinical relevance

ผลกระทบย้อนกลับของ AGN ถูกนำมาใช้ในแบบจำลองการก่อตัวของกาแล็กซีเพื่อหยุดการเติบโตของกาแล็กซีที่มีมวลมากที่สุด และอธิบายว่าทำไมพวกมันจึงเก่าแก่และมีสีแดง ความสัมพันธ์ระหว่างหลุมดำกับกาแล็กซีเจ้าบ้านทำให้หลุมดำมวลยวดยิ่งเป็นตัวละครหลักในเรื่องราวการวิวัฒนาการของกาแล็กซี

History

การสำรวจในช่วงปลายทศวรรษ 1990 พบว่ากาแล็กซีมวลมากโดยทั่วไปมีหลุมดำกลางที่มีมวลสัมพันธ์กับกาแล็กซีเจ้าบ้าน และการค้นพบความสัมพันธ์ M-sigma ในปี 2000 ได้ทำให้ความเชื่อมโยงนี้ชัดเจนยิ่งขึ้น การสังเกตลมที่ขับเคลื่อนโดย AGN และการให้ความร้อนของก๊าซในกระจุกกาแล็กซีได้ยืนยันว่าผลกระทบย้อนกลับเป็นองค์ประกอบสำคัญของการวิวัฒนาการของกาแล็กซี

Key figures

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

Seminal works

• magorrian1998
• ferrarese2000
• fabian2012

Frequently asked questions

ความสัมพันธ์ M-sigma คืออะไร?

เป็นความสัมพันธ์ที่สังเกตได้ระหว่างมวลของหลุมดำกลางของกาแล็กซีกับการกระจายความเร็วของดาวฤกษ์ในส่วนป่องของมัน ความแน่นแฟ้นของความสัมพันธ์นี้บ่งชี้ว่าหลุมดำและกาแล็กซีมีอิทธิพลต่อการเติบโตของกันและกัน

หลุมดำขนาดเล็กสามารถส่งผลกระทบต่อกาแล็กซีทั้งหมดได้อย่างไร?

แม้ว่าหลุมดำจะมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับกาแล็กซี แต่พลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่อมันสะสมก๊าซนั้นมหาศาล แม้เพียงเศษเสี้ยวเล็กๆ ของพลังงานนั้น เมื่อเชื่อมโยงกับก๊าซโดยรอบผ่านลม การแผ่รังสี หรือเจ็ต ก็สามารถให้ความร้อนหรือขับไล่ก๊าซออกไป และควบคุมการก่อตัวดาวฤกษ์ได้