。近日,中国科学院上海天文台早期宇宙与高红移星系团组对绿豌豆(Green Pea)星系中的活动星系核(active galactic nuclei)进行了系统性搜寻研究。这项工作基于LAMOST巡天获取的绿豌豆星系样本,以及美国斯隆数字巡天项目的绿豌豆星系补充样本,在近2200例绿豌豆星系样本中发现了59个含超大质量黑洞(super-massive black hole)或中等质量黑洞(intermediate-massive black hole)的候选源,为研究大质量黑洞与矮星系联合演化关系提供了宝贵样本,并为早期超大质量黑洞与寄主星系的联合演化的研究带来启示。
该研究由中国科学院上海天文台郑振亚团队主导,与中国科学院大学、中国科学技术大学、中国科学院国家天文台、北京大学等国内多家研究单位的科研人员合作完成,相关成果以“Intermediate-mass black holes in Green pea galaxies (IMBH-GP) I: A candidate sample from LAMOST and SDSS”为题发表在《中国科学:物理学 力学 天文学》英文版(SCIENCE CHINA Physics, Mechanics Astronomy)。美国亚利桑那州立大学James Rhoads教授同期发表了题为“Exploring the Mass Gap: Black Holes in Green Pea Galaxies”的点评文章。
此前,人们发现中心的大质量黑洞与宿主星系存在一个规度关系,即黑洞质量与宿主 星 系 的恒 星 质量及速度弥散之间存在紧密正相关关系,这个规则同时被视作中心 黑 洞 与 宿 主 星 系 存 在 联 合 演 化 的 证据[1]。然而,对于中等质量黑洞(black hole mass lies between approximately 1 thousand to ten thousand solar masses)的 研 究 一 直 存 在 数 量 稀 缺 及 难 以 观 察 的 挑 战[2]。
绿 豌 豆 星 群 通 常 是 形 态 致 密、质 量 较 小、贫 金 属 丰 富度、高 恒 星 形 成 活 动 活 践 的 低 红 移 星 群。由于形态致密、发射线明亮、质量较小的特点,绿 豌 豆 星 群 中 可 能 存 在 质 量 较 小 或 中 等 质 额 黑 洞。此外,由于这些类似体通常被认为是早期宇宙中的代表,它们对于理解早期超大质量黑洞与寄主空间共同演化具有重要意义。
通过对光谱发射线轮廓进行分析,结合 [SII] 和 [OIII]等窄发射线轮廓排除流出影响,最终认证了59个具有大规模球状云和活跃核候选体。在这群候选体中,有36个其球状云包含小型恒壳,而另外23个其球状云可能包含更大的恒壳。论文通讯作者表示:“这项工作不仅为中等规模球状云和活跃核提供了一些新的数据,而且还可以帮助我们更好地理解这些类型对象如何形成以及它们在宇宙中的作用。”
随着未来的观测技术得到提升,我们将能够探索这些候选物是否能提供一种参照,以验证詹姆斯·韦布太空望远镜(JWST)预计将发现的一种新型活跃核心类型。这将是一项极具吸引力的进一步调查方向。