Hubble Space Telescope Captures UGC~12591: Bulge/Disc Properties, Star Formation and `Missing Baryons' Census in a Very Massive and Fast Spinning Hybrid Galaxy
我们介绍了哈勃太空望远镜(HST)对附近大质量、高度旋转的混合星系UGC~12591的观测,以及紫外到远红外波段的观测。在V,I和H带的HST数据被用来解开结构组件。表面光度测定表明,在H波段B/D比为$69\%$的光盘上的凸起占主导地位。光谱能量分布(SED)拟合揭示了一个极低的全球恒星形成率(SFR)的$\rm\sim0.1-0.2 M_\odot yr^{-1}$,特别是低的星系的巨大恒星质量的$\rm 1.6\times10^{11}M_\odot$,这意味着其强烈淬火的SFR与恒星形成效率的$3-5\%$。至少在过去的$\rm 10^{8}$年里,该星系一直处于静止状态,是一个贫瘠的、"红色和死亡"的星系。UGC~12591中存在一个$\rm 6.18\times 10^{8} M_\odot$的超大质量黑洞(SMBH),该黑洞目前可能处于静止状态,即既没有观测到大射电喷流($\rm>1 kpc$),也没有对中红外SED有显著贡献,排除了活动星系核的强辐射反馈。我们对维里半径内总质量为$\rm 6.46\times10^{11} M_\odot$的所有可观测重子进行了详细的普查,相当于相对于宇宙学平均值而言,重子的质量不足$\sim$ $85\%$。这些重子中只有一小部分存在于温暖/热的环银河X射线晕中,而大多数仍然无法观测到。我们讨论了各种天体物理学场景来解释它的不寻常…
2022-09-19 astro-ph.GA
The CO emission in the Taffy Galaxies (UGC 12914/5) at 60pc resolution-I: The battle for star formation in the turbulent Taffy Bridge
我们目前ALMA观测的空间分辨率为0.2 arcsec(60 pc)的CO排放的太菲星系(UGC 12914/5)。观测结果与窄带Pa $α$,中红外,无线电连续谱和X射线成像,加上光谱学进行了比较。星系最近经历了一次正面碰撞,产生了一个巨大的气体桥,这是众所周知的高度湍流。这座桥包含了一个由狭窄的分子细丝和团块组成的复杂网络。大部分的灯丝是缺乏恒星形成,并显着低于肯尼库特-施密特关系正常星系,特别是对许多地区的Pa $α$发射未检测到。在松散连接的细丝和气体团中,我们发现了高速色散区域,这些区域在$X_{\rm CO}$的可能值范围很广的情况下,似乎与重力无关。就像银河系中的"Fiorracker"区域一样,它们需要极高的外部动力或热压力才能在2 - 5百万年的短时间尺度上阻止它们迅速消散。我们认为,云可能是一个高度湍流的多相介质,这是强烈抑制恒星形成的瞬态结构。尽管系统中存在整体湍流,恒星似乎是在kpc大小的河外HII区域内的紧凑热点中形成的,在那里分子气体的速度色散比其他地方低,并显示出与电离气体云碰撞的证据。就像斯蒂芬五重奏组中的冲击气体一样,太妃糖桥的条件表明,在湍流的多相气体中形成恒星是多么困难。
2022-03-31 astro-ph.GA
WISDOM Project -- XXV. Improving the CO-dynamical supermassive black hole mass measurement in the galaxy NGC 1574 using high spatial resolution ALMA observations
本文利用ALMA高分辨率观测首次在空间上分辨出NGC 1574星系中超大质量黑洞的影响球,通过正向建模测得黑洞质量为$(6.2\pm1.2)\times10^7$ M$_\odot$,强调了空间分辨影响球对精确测量黑洞质量的重要性。
2025-07-14 astro-ph.GA
ALMA gas-dynamical mass measurement of the supermassive black hole in the red nugget relic galaxy PGC 11179
利用ALMA高分辨率CO观测,对红核遗迹星系PGC 11179进行气体动力学建模,测得超大质量黑洞质量为1.91×10^9太阳质量,发现其相对标度关系质量过大,暗示黑洞先于宿主星系增长。
2023-10-17 astro-ph.GA
ALMA 200 pc imaging of a z~7 quasar reveals a compact, disk-like host galaxy
我们呈现了z=6.9类星体J234833.34-305410.0的158 μ m [CII]线和底层尘埃连续体的0”.035分辨率(~200 pc)成像。18小时的ALMA观测揭示了非常紧凑的发射(直径约1千秒差距),这与一个简单的,几乎面对面的,旋转支持的磁盘具有显着的速度色散约160公里/秒。仅在中心200 pc的气体质量约为4 × 10^9 M_sun,大约是中心超大质量黑洞的两倍。因此,我们没有解决黑洞的影响范围,并没有发现中央超大质量黑洞的运动学特征。[CII]线的运动学模型表明,在大半径的动力学质量是一致的气体质量,留下一个显着的质量贡献的恒星和/或暗物质的空间很小。托姆雷-Q参数在整个盘面上都小于1,因此有利于恒星的形成,这与系统的高红外光度相一致。在中心区域的尘埃是光学厚,在温度>132 K。使用恒星形成过程中尘埃加热的标准标度关系,这意味着恒星形成速率密度达到了前所未有的高水平,大于10^4 M_sun / yr /kpc ^2。在某些假设下,这样高的数字仍然可以用恒星形成的爱丁顿极限来解释,但也可能意味着中心的超大质量黑洞有助于加热中心110 pc的尘埃。
2022-01-17 astro-ph.GA
WISDOM Project - II: Molecular gas measurement of the supermassive black hole mass in NGC4697
作为暗天体质量毫米波干涉测量(WISDOM)项目的一部分,我们提出了一个估计的质量超大质量黑洞(SMBH)在附近的快速旋转的早型星系NGC 4697。这一估计是基于阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)第3周期对12 CO(2-1)发射线的观测,线性分辨率为29 pc(0.53”)。我们发现NGC 4697拥有一个小的松弛的中心分子气体盘,质量为1.6x10^7 Msun,与哈勃太空望远镜(HST)光学成像中可见的模糊尘埃盘同空间。我们还解决了热1 mm连续辐射的尘埃在这个光盘。发现NGC 4697具有非常低的分子气体速度色散,$σ_{gas}=1.65^{+0.68}_{-0.65}$ km/s。这似乎部分是因为巨大的分子云质量函数没有完全采样,但其他机制,如化学分化在硬辐射场或形态淬火似乎也需要。我们检测到的开普勒增加的旋转的分子气体在非常中心的NGC 4697,并使用正向建模的ALMA数据立方体在贝叶斯框架与运动分子模拟(KinMS)代码估计SMBH质量($1.3_{-0.17}^{+0.18})\times10^8$ Msun和i波段的质量-光比$2.14_{-0.05}^{+0.04}$ Msun/Lsun(在99%的置信水平)。我们估计的SMBH质量是完全符合以前的测量恒星运动学。这增加了在ALMA时代获得的越来越多的SMBH质量估计的信心。
2017-03-15 astro-ph.GA
ALMA Observations Show Major Mergers Among the Host Galaxies of Fast-growing, High-redshift Supermassive Black Holes
我们提供了一个z~4.8的六个发光类星体样本的ALMA波段7的新数据,这些类星体由快速增长的超大质量黑洞(SMBH)提供动力,这些黑洞具有相当一致的性质:典型的吸积速率和黑洞质量为L/L_Edd~0.7和M_BH~10^9 M_sol。我们的样本包括三个“FIR亮”源和三个“FIR暗”源,前者在以前的Herschel/SPIRE观测中被单独探测到,其恒星形成速率大于1000 M_sol/yr,后者的Herschel叠加分析表明其典型的SFR约为400 M_sol/yr。在ALMA数据中清晰地探测到了所有六个类星体宿主中的尘埃星际介质,并在~ 2kpc尺度上分辨出了连续谱(λ_rest ~150 μ m)和[C II]157.74 μ m谱线发射。连续辐射与Herschel数据的预期非常一致,证实了类星体宿主中强烈的SF活动。重要的是,我们探测到三个源的伴亚毫米星系(SMG)-一个FIR明亮和两个FIR微弱,与类星体宿主相隔约14-45 kpc和<450 km/s。基于[C II]的相互作用SMG的动力学质量估计在类星体宿主质量的~3倍之内,而连续辐射意味着SFR(类星体)~(2-11)xSFR(SMG)。因此,我们的ALMA数据清楚地支持了这样一种观点,即重大合并是SMBH早期快速增长的重要驱动力。然而,并非所有的高SFR类星体宿主都伴随着相互作用的SMG和ALMA观察到的气体运动…
2017-02-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
ALMA CO(2-1) Gas Dynamics in NGC 315: A Multi-Method Benchmark for Supermassive Black Hole Mass Measurement
University of Michigan(密歇根大学);Brigham Young University(杨百翰大学);University of Science, VNU-HCM(越南国立大学胡志明市分校科学大学);Viet Nam National University Ho Chi Minh City(越南国立大学胡志明市);University of Vienna(维也纳大学)
本研究以ALMA观测NGC 315的CO(2-1)气体数据,用多种动力学建模方法测其超大质量黑洞质量,发现气体与恒星动力学测量存在32%偏差,该星系可作为黑洞质量测量方法的基准。
2026-09-01 astro-ph.GA
High-resolution ALMA observations of SDP.81. I. The innermost mass profile of the lensing elliptical galaxy probed by 30 milli-arcsecond images
我们报告了一个详细的建模的质量配置文件的$z = 0.2999$大规模椭圆星系使用30毫弧秒分辨率1毫米阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)图像的星系星系透镜系统SDP. 81。$z = 3.042$红外发光星系的透镜多重图像的详细形态,被发现是由几十个$\lesssim 100$ pc大小的恒星形成团块嵌入在一个$\sim 2$ kpc磁盘,以及复制一个透镜星系的等温椭球与400 pc的核心。核心半径与可见恒星光的半径一致,$\sim 2\,M_{\odot}\,L_{\odot}^{-1}$的质光比与当地的测量值相当,这表明内部1 kpc区域主要是发光物质。预测的质量质心的位置是一致的,在$\simeq 30$ mas与ALMA检测到的非热源,这可能是跟踪活动星系核的前景椭圆星系。一个点源质量的$> 3 \times 10^8\,M_{\odot}$模仿一个超大质量黑洞是必需的,以解释未检测到的背景星系的中心图像,虽然黑洞质量退化的核心半径的椭圆星系。所需的质量是一致的,从著名的黑洞质量和主机速度色散之间的相关性预测。我们的分析表明,强引力透镜的ALMA成像的权力,研究最内部的质量配置文件和中央超大质量黑洞的遥远的椭圆星系。
2015-04-16 astro-ph.GA
ALMA 300 pc resolution imaging of a z=6.79 quasar: no evidence for supermassive black hole influence on the [C II] kinematics
本研究利用 ALMA 对 z=6.79 类星体进行高分辨率观测,发现 [C II] 动力学呈恒定速度弥散,表明质量分布平坦,中心区域无黑洞引力影响迹象,暗示黑洞质量可能低于先前估计或辐射峰值未指示黑洞位置。
2024-01-08 astro-ph.GA
Measurement of the Black Hole Mass in NGC 1332 from ALMA Observations at 0.044 Arcsecond Resolution
本文介绍了阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)第三周期对E/S 0星系NGC 1332的环核盘CO(2-1)辐射的0.044”分辨率观测。该盘具有规则的旋转运动学和中心高速发射(+/-500 km/s),与紧凑的中心质量的存在相一致。我们构建了一个薄的,动态冷磁盘的主机星系和黑洞的引力势的模型,并适合直接到ALMA数据立方体的光束涂抹模型线配置文件。模型拟合成功地再现了r=200 pc的磁盘运动学。将模型仅拟合到投影r=50 pc的原子核(比黑洞的引力影响半径大两倍)内的空间像素,我们发现M_BH=6.64(-0.63,+0.65)*10^8太阳质量。这一观测结果表明,ALMA的强大能力,以确定质量的超大质量黑洞,解决气体运动学的小角尺度上的星系核。
2016-05-04 astro-ph.GA
A Measurement of the Black-Hole Mass in NGC 1097 using ALMA
利用阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)观测的稠密气体运动学数据,对附近1型塞弗特星系\object{NGC 1097}中的超大质量黑洞(SMBH)的质量进行了估算.用${\rm HCN} (J=1-0)$和${\rm HCO^{+}} (J=1-0)$发射谱线追踪稠密分子气体动力学。假设主星系倾角为$46^{\circ}$,我们利用${\rm HCN} (J=1-0)$导出SMBH质量$M_{\rm BH}=1.40^{+0.27}_{-0.32} \times 10^{8}M_{\odot}$和I波段质光比$5.14^{+0.03}_{-0.04}$。两条谱线的参数估计值一致。测量的SMBH质量与SMBH质量和膨胀速度频散关系符合得很好。我们的结果显示ALMA的潜力,推导出准确的SMBH质量,特别是对附近的晚型星系。更大的样本和更准确的SMBH质量将进一步阐明黑洞与宿主星系性质之间的关系,并限制星系和黑洞的共同演化增长。
2015-06-19 astro-ph.GA
Does absorption against AGN reveal supermassive black hole accretion?
星系通常含有大量的分子气体,这些分子气体决定了星系的演化。这可以通过气体的冷却--导致恒星的形成,或者吸积到中心的超大质量黑洞上--为活动星系核的活动提供燃料并产生强大的反馈。分子气体已经在早期类型的星系中被检测到,其尺度仅为几十到几百个太阳质量,通过寻找其紧凑的射电核心的吸收。使用这种技术,ALMA已经在几个最明亮的星系团中发现了吸收,其中一些显示分子气体以数百公里/秒的速度向星系核心移动。在本文中,我们通过比较每个星系的分子发射和吸收来限制这种吸收气体的位置。在四个星系中,吸收特性与连续谱和发射中可见的一小部分分子云之间的随机排列一致。在另外四个国家,吸收的性质与这种情况不一致。在这些系统中,吸收可能是由靠近星系核心的分子云的单独种群产生的,并且具有高的向内速度和速度分散。因此,我们推断存在两种类型的吸收体,造成的机会之间的无线电核心和对齐:(i)一部分的分子云可见的发射,和(ii)分子云接近活动星系核,在吸积的过程中。我们还介绍了S555、Abell 2390、RXC J1350.3+0940和RXC J1603.6+1553中分子发射的第一次ALMA观测--后三个分子量为$>10^{10}$ M $_{\odot}$。
2022-10-26 astro-ph.GA
On the Absence of High-Redshift AGNs: Little Growth in the Supermassive Black Hole Population at High Redshifts
我们在7 Ms Chandra深场-南X射线图像的中心深区(离轴角<5.7 ')寻找高红移(z>4.5)的活动星系核。我们从直接X射线检测中编译初始候选样本。然后,我们探测更深入的X射线数据,使用预先选定的样品与高空间分辨率NIR/MIR(HST 1.6微米和斯皮策4.5微米)和亚毫米(ALMA 850微米)的意见。NIR/MIR和亚毫米波预选的组合使我们能够找到具有广泛尘埃特性和光谱能量分布(SED)的X射线源。我们使用从光学到亚毫米的SED来确定以前的光度红移是否合理。只发现了5个可能的z>5的X射线活动星系核,它们都可能位于较低的红移。如果它们确实位于高红移,那么其中两个是康普顿厚度的活动星系核,三个是ALMA 850微米的源。我们发现:(i)在高红移时,X射线活动星系核的数密度迅速下降;(ii)在z>5时,探测到的活动星系核对光电离没有显著的贡献;(iii)在z=5-10范围内测量到的X射线光密度表明,在这个红移范围内,黑洞吸积密度很低,黑洞质量密度几乎没有增长。
2020-01-16 astro-ph.GA
WISDOM Project - III: Molecular gas measurement of the supermassive black hole mass in the barred lenticular galaxy NGC4429
作为暗天体质量毫米波干涉测量(WISDOM)项目的一部分,我们提出了对附近快速旋转的早型星系NGC 4429中的超大质量黑洞(SMBH)质量的估计。这一估计是基于阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)第2周期对12 CO(3-2)发射线的观测,线性分辨率约为13 pc(0“18x 0“14)。NGC 4429有一个松散的,絮状的分子气体核盘,在小半径处被截断,可能是由于气体稳定性和潮汐剪切的综合影响。温暖/致密的12 CO(3-2)气体被限制在这个圆盘的内部,可能是因为气体在更大的半径下变得更稳定,阻止了恒星的形成。气体盘具有2.2 $^{+0.68}_{-0.65}$ km/s的低速色散。尽管内部截断的气体盘,我们能够模拟气体的运动学和估计的质量(1.5 $\pm0.1^{+0.15}_{-0.35}$)$\times$ 10 $^8$ Msun的SMBH在NGC 4429(其中引用的不确定性反映了随机和系统的不确定性,分别),与以前的上限设置使用电离气体运动学。我们证实,V-波段的质光比的变化约30%的内部400 pc的NGC 4429,如其他作者建议。这SMBH质量测量的基础上分子气体运动学,在文献中提出的第六,再次证明了ALMA的力量,以约束SMBH质量。
2017-10-04 astro-ph.GA
Upper Limit on Brackett-gamma Emission from the Immediate Accretion Flow onto the Galactic Black Hole
我们提出的第一个观测约束Br-γ复合线发射与超大质量黑洞在我们的银河系中心,被称为Sgr A*。通过将13年的数据与美国华盛顿大学的自适应光学馈电积分场摄谱仪OSIRIS相结合。M.凯克天文台获得的银河系中心轨道计划的一部分,我们提取的近红外光谱内的黑洞的~ 0.2“,我们得出的Br-伽马流量的上限。孔径被设置为与最近基于氢复合线H30-alpha的毫米波ALMA观测报告的盘状结构的大小相匹配。我们严格的上限至少是一个因素的80(高达245的因素)低于预期的ALMA测量和强烈约束可能的解释,从这个高度发光不足的超大质量黑洞的排放。
2021-02-25 astro-ph.GA
WISDOM project -- V. Resolving molecular gas in Keplerian rotation around the supermassive black hole in NGC 0383
作为暗天体质量毫米波干涉巡天(WISDOM)的一部分,我们对邻近早型星系NGC 0383(射电源3C 031)中的超大质量黑洞(SMBH)的质量进行了测量。该测量基于阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)第4和5周期对12 CO(2-1)发射线的观测,空间分辨率为58 x32 pc 2(0.“18x0。“1)。这个分辨率,结合10 km/s的通道宽度,使我们能够很好地分辨出黑洞影响球的半径(测量为R_SOI = 316 pc = 0.“98),在那里我们检测到一个明确的开普勒增加的旋转速度。NGC 0383有一个运动学松弛的光滑核分子气体盘,具有弱环/螺旋特征。我们用运动学分子模拟(KinMS)工具和贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗方法对ALMA数据立方体进行了前向建模,以测量(4.2+/-0.7 x10 ^9 Msun,F160 W波段恒星质光比,中心为2.8+/-0.6 Msun/Lsun,中心为2.4+/-0.3 Msun/Lsun。Lsun在光盘的外缘和8.3+/-2.1公里/秒的分子气体速度色散(所有3西格玛不确定性)。我们还检测到未解决的连续辐射在整个带宽,从活动星系核同步辐射一致。这项工作表明,低J CO排放可以解决气体非常接近SMBH(~ 140,000史瓦西半径),因此,分子气体方法是高度互补的兆脉泽观测,因为它可以探测相同的发射材料。
2019-09-12 astro-ph.GA
ALMA reveals a warm and compact starburst around a heavily obscured supermassive black hole at z=4.75
我们报告ALMA周期0观测LESS J033229.4-275619(XID 403),在钱德拉深场南部的$z=4.75$的一个超亮红外星系,拥有康普顿厚度的类星体。在$\sim$ 0.75角秒的分辨率下,我们的数据中没有解析源,这使得热尘埃连续辐射的半光半径上限为2.5千秒差距。然而,在对光束尺寸进行去卷积之后,我们发现$\sim3σ$指示$0.27\pm0.08$ arcsec(高斯FWHM)的固有源尺寸,其将对应于$r_{half}\sim0.9\pm0.3$ kpc。我们建立了XID 403的远红外SED结合数据点从ALMA和Herschel和适合它与修改后的黑体光谱。我们首次测量了这个系统中的尘埃温度$T_d=58.5\pm5.3$ K,这与在其他高z亚毫米星系中观察到的温度相当。测得的恒星形成率为SFR= $1020\pm150$ $M_{\odot}$ yr $^{-1}$,与以前在较低信噪比下的估计一致。根据测得的SFR和源大小,我们将SFR面密度限制为$Σ_{SFR}>26\;M_{\odot}$ yr $^{-1}$ kpc $^{-2}$($\sim200\;M_{\odot}$ yr $^{-1}$ kpc $^{-2}$为$r_{half}\sim0.9$ kpc)。这种星暴的致密性与在其他本地和高z星暴星系中观察到的相当。如果从以前的[CII]和CO(2…
2014-01-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing the robustness of black hole mass measurements with ALMA and MUSE
我们目前正在进行的工作,使用两个独立的示踪剂,以估计附近的早期型星系NGC 6958的超大质量黑洞质量,即综合恒星和分子气体运动学。我们使用了来自阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)和自适应光学辅助多单元光谱探测器(MUSE)的数据,并构建了最先进的动力学模型。不同的方法提供黑洞质量的$(2.89\pm 2.05) \times 10^8M_{\odot}$从恒星运动学和$(1.35\pm 0.09) \times 10^8M_{\odot}$从分子气体运动学是一致的,在其$3σ$的不确定性。与最近的M $_{\rm BH}$ - $σ_{\rm e}$标度关系相比,我们得到了一个质量稍大的黑洞。我们的研究结果也证实了以前的发现,即基于气体的方法往往比基于恒星的方法提供更低的黑洞质量。未来需要更多的黑洞质量测量和对方法依赖系统学的广泛分析,以了解这种明显的差异。
2019-11-26 astro-ph.GA
ALMA Lensing Cluster Survey: Properties of Millimeter Galaxies Hosting X-ray Detected Active Galactic Nuclei
本文报道了由ALMA透镜星系团巡天(ALCS)X射线探测到的活动星系核(AGN)所在的毫米星系的多波长特性。ALCS是一个广泛的调查,充分研究透镜集团与ALMA,覆盖面积为133弧分$^2$超过33个集群与1.2毫米的通量密度极限的${\sim}$ 60 $\mathrm{μJy}$($1σ$)。利用钱德拉的存档数据,我们确定在$z=$ 1.06,2.09,和2.84在ALCS安全检测到的180毫米源(其中155个是钱德拉的覆盖范围内)的活动星系核。X射线谱分析表明,两个活动星系核没有明显的吸收($\log N_{\mathrm{H}}/\mathrm{cm}^{-2} < 23$),而另一个活动星系核有中等吸收的迹象($\log N_{\mathrm{H}}/\mathrm{cm}^{-2}\sim 23.5$)。我们还进行了光谱能量分布(SED)建模的X射线毫米测光。我们发现我们的X射线活动星系核样品显示出高的质量吸积率(${\sim}10^{\text{44--45}}\,\mathrm{erg\ s^{-1}}$的本征0.5- 8 keV X射线光度)和恒星形成率(${\gtrsim}100\,M_{\odot}\,\mathrm{yr}^{-1}$)。这表明,ALMA和钱德拉的广域调查可以选择性地探测高红移宇宙中星系和超大质量黑洞(SMBH)的强烈增长。
2023-01-23 astro-ph.GA
ALMA detection of millimetre 183 GHz H2O maser emission in the Superantennae galaxy at z ~ 0.06
本文介绍了在ALMA波段5(~170 GHz)对z=0.0617的合并超亮红外星系“超天线”(IRAS 19254-7245)的观测结果,该星系被诊断为包含一个明亮的被遮蔽的活动星系核(AGN)。除了密集的分子线发射(HCN,HCO+,HNC J = 2-1)外,我们还检测到一条高亮度(~ 6 e4 Lsun)的183 GHz H2 O3(1,3)-2(2,0)发射线。我们解释了强H2O发射主要来源于活动星系核照射的稠密和温暖分子气体中的脉泽放大,基于(1)H2O发射的空间紧凑(<220 pc)性质,与空间分辨(>500 pc)的稠密分子发射不同,(2)与(3)显著不同的速度分布,以及(3)相对于(4)显著升高的通量比,密集的分子发射线。H2O脉泽发射除了被广泛研究的22 GHz 6(1,6)-5(2,3)线外,由于激发能的不同,一直被期望提供关于中心质量吸积超大质量黑洞(SMBH)附近气体物理性质的重要信息。我们在这里证明,高灵敏度的ALMA,毫米183 GHz的H2O脉泽探测是可行的,超过270 Mpc,打开一个新的窗口,以审查分子气体性质周围的质量吸积SMBH远远超出了立即本地宇宙。
2021-01-13 astro-ph.GA
An accreting supermassive black hole irradiating molecular gas in NGC 2110
活动星系核(AGN)对恒星形成的影响对于我们理解超大质量黑洞与其星系之间的关系以及宇宙历史上星系的生长具有重要意义。我们报告了一个高分辨率的多阶段的核环境在附近的塞弗特星系NGC 2110使用阿塔卡马大毫米阵列(ALMA),哈勃和斯皮策太空望远镜,和甚大望远镜/SINFONI的研究。我们确定了一个区域,这是显着弱的低激发CO $2\rightarrow1$发射冷分子气体,但似乎充满了电离和温暖的分子气体,这表明活动星系核是直接影响的性质的分子材料。使用多个分子气体示踪剂,我们证明,尽管缺乏CO线发射,分子气体的表面密度和运动学在整个区域变化平稳。我们的研究结果表明,活动星系核对恒星形成气体的影响可以相当局部化。与广泛持有的理论预期相反,我们发现分子气体对高能活动星系核反馈的强光仍然具有弹性。
2019-03-18 astro-ph.GA
WISDOM Project -- XXII. A 5% precision CO-dynamical supermassive black hole mass measurement in the galaxy NGC 383
本研究利用ALMA高分辨率CO观测,通过正向建模精确测量了NGC 383的超大质量黑洞质量,精度达5%,验证了高分辨率观测对黑洞质量测定的关键作用。
2025-01-10 astro-ph.GA
The Molecular Gas in the NGC 6240 Merging Galaxy System at the Highest Spatial Resolution
我们提供了最高分辨率的ALMA $^{12}$ CO(2-1)谱线和1.3mm连续谱图,分别是附近合并星系NGC 6240中分子气体和尘埃的示踪物,该星系有两个同时生长的超大质量黑洞。这些观测提供了一个很好的空间匹配现有的哈勃光学和近红外观测这个系统。一个重要的分子气体质量,$\sim$ 9 $\times$ 10 $^9$ M $_\odot$,位于两个原子核之间,形成一个由湍流运动学主导的团簇流,而不是一个平滑的旋转盘,如先前从较低的分辨率数据假设。旋转的证据可以在南部核心周围的气体中看到,但在北部核心中没有。可以看到动力壳,可能与核超新星遗迹有关。我们进一步检测到存在显着的高速外流,其中一些达到速度$>$ 500公里/秒,影响了显着的分数,$\sim$ 11\%的分子气体在核区域。在北部和南部超大质量黑洞的影响范围内,我们发现分子质量分别为7.4 $\times$ 10 $^8$ M $_\odot$和3.3 $\times$ 10 $^9$ M $_\odot$。因此,我们直接成像的气体水库,可以吸积到每个超大质量黑洞。这些新的ALMA地图强调了对分子气体进行高分辨率观测的迫切需要,以便了解超大质量黑洞的喂养及其与星系演化的联系。
2020-01-02 astro-ph.GA
A Precision Measurement of the Mass of the Black Hole in NGC 3258 from High-Resolution ALMA Observations of its Circumnuclear Disk
我们提出了$\sim0.10^{\prime\prime}-$分辨率阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)CO(2 $-$ 1)的弧秒尺度($r \approx 150$ pc)尘埃分子盘在巨大的椭圆星系NGC 3258的成像。这些数据提供了前所未有的分辨率的冷气盘运动学的动态范围内的影响力的超大质量黑洞,揭示了准开普勒中心增加预计旋转速度从280公里秒$^{-1}$在磁盘的外缘$>400$公里秒$^{-1}$附近的磁盘中心。我们构建动态模型的旋转磁盘和适合束拖尾模型CO线轮廓直接ALMA数据立方体。我们的模型包含了平盘和倾斜环盘,它们更好地拟合了NGC 3258中的轻度翘曲结构。我们发现,异常的角分辨率的ALMA数据使得它可以推断主机星系的质量分布在$r=150$ PC内仅从ALMA CO运动学,而不依赖于光学或近红外成像数据来确定恒星质量分布。因此,我们的模型避免了星系中心区域大量尘埃灭绝导致的黑洞质量的任何不确定性。最佳模型拟合产生$M_\mathrm{BH} = 2.249\times10^9$ $M_\odot$,统计模型拟合不确定度仅为0.18%,模型构建各个方面的系统不确定度为0.62%,距离NGC 3258的不确定度为12%。这一观测结果表明ALMA在包含环核气体盘的早型星系中进行高精度$M_\mathrm{BH}$测量的全部潜力
2019-06-14 astro-ph.GA
High-Temperature Chemistry in External Galaxies
在外部星系中,一些星系有较高的恒星形成活动和中心超大质量黑洞。这些星系中的星际介质可以通过不同的机制加热,如紫外线加热,X射线加热,宇宙射线加热和冲击/机械加热。化学成分也会受到这些加热机制的影响。利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的高灵敏度,现在可以对这些附近星系中的许多分子物种进行观测。在这里,我涵盖了这些加热机制的不同化学模型。此外,我提出了最近的ALMA河外天体化学的结果,包括我们的一个面对星系M83和一个红外发光合并NGC 3256的结果。
2017-08-24 astro-ph.GA
The MBHBM$^{\star}$ Project -- II. Molecular Gas Kinematics in the Lenticular Galaxy NGC 3593 Reveal a Supermassive Black Hole
作为测量银河系质量以下星系中的黑洞(M $^\star$)计划(MBHBM $^\star$)的一部分,我们利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)在$\approx0''.3$($\approx10$ pc)角分辨率下观测到的冷分子气体$^{12}$ CO(2 - 1)辐射,对附近透镜星系NGC 3593中的超大质量黑洞(SMBH)质量进行了动态测量.我们的ALMA观测揭示了一个环核分子气体盘(CND)沿星系主轴拉长,并围绕SMBH旋转。使用动力学建模,分子气体运动学允许我们推断SMBH质量$M_{\rm BH}=2.40_{-1.05}^{+1.87}\times10^6$ M $_\odot$(仅在$3σ$水平的统计不确定性)。我们还探测到一个质量为$M_{\rm CMC}=(5.4\pm1.2)\times10^6$ M $_\odot$和有效(半质量)半径为$r_{\rm CMC,e}=11.2\pm2.8$ pc的冷分子气体(CMC)的巨大核心,与质量为$M_{\rm NSC}=(1.67\pm0.48)\times10^7$ M $_\odot$和有效半径为$r_{\rm NSC,e}=5.0\pm1.0$~pc(或$0''.15\pm0''.03$)的核星团(NSC)共空间。CMC和NSC的质量分布由具有指数$1-1.4$的Sérsic函数很好地描述。我们对NG…
2021-10-16 astro-ph.GA
What do observations tell us about the highest-redshift supermassive black holes?
我回顾了目前对最早成长的超大质量黑洞(SMBHs)的一些关键性质的理解,这些性质是从z ≥ 5类星体的最新观测中确定的。这包括它们的吸积速率和生长历史,它们的宿主星系,以及使它们在大爆炸后不到10亿年出现的大规模环境。现有的多波长数据表明,这些SMBH是符合爱丁顿有限的,辐射效率的吸积,不得不进行几乎连续的,因为非常早期的时代。ALMA对主机ISM的观测揭示了富含气体、发育良好的星系,其SFR范围很广,可能超过~1000 M_sol/yr。此外,ALMA还发现了很大一部分相互作用的伴星系,它们之间的距离小于100 kpc(预计)。这支持了第一代高质量、发光的SMBH在过密环境中生长的观点,并且主要的合并可能是SMBH和宿主星系快速生长的重要驱动力。目前的X射线测量无法获得这些罕见的z>5大质量类星体的较低质量,据说更丰富的对应物,这应该能够阐明BH形成和生长的最早阶段。这种低质量的核黑洞将是下一代设施计划进行的最深调查的主要目标,例如即将到来的雅典娜任务和未来的山猫任务概念。
2020-02-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
ALMA Reveals an Inhomogeneous Compact Rotating Dense Molecular Torus at the NGC 1068 Nucleus
本文介绍了我们的ALMA第4周期高空间分辨率(0.04-0.07”)观测结果,在HCN J=3-2和HCO+ J=3-2线上,对NGC 1068的核进行了观测,它是邻近的典型的2型活动星系核(AGN)。我们以前的ALMA观测确定了这些线在质量吸积的超大质量黑洞周围的环面的假定位置的紧凑发射。我们现在报告说,我们已经检测到这种紧凑的发射旋转,东部和西部的红移和蓝移,分别。与先前报道的CO J=6-5发射不同,HCN J=3-2和HCO+ J=3-2发射的形态学和动力学排列都大致沿东西方向排列(即,预期的环面方向),这表明这些分子线是环面中旋转致密分子气体成分的更好探针。环的西部比东部具有更大的速度色散和更强的HCN J=3-2和HCO+ J=3-2线发射,揭示了高度不均匀的分子环。在距活动星系核0.5-2.0”处,环内的致密分子气体与宿主星系的致密分子气体沿环向反向旋转,表明NGC 1068核过去曾发生过外部过程。
2018-01-19 astro-ph.GA
Black hole mass measurement using molecular gas kinematics: what ALMA can do
通过考虑星系表面亮度轮廓的形状、位置-速度图(PVD)的信噪比(S/Ns)以及由于分子气体的空间和速度结构而引起的系统误差,研究了利用环核分子气体的运动学来推断星系中心超大质量黑洞(SMBH)质量的射电干涉测量的空间和速度分辨率的限制.我们认为,对于固定的星系恒星质量和SMBH质量,空间和速度尺度,需要解决的增加和减少,分别与星系表面亮度轮廓的\sersic \指数的减少。我们验证了我们的论点,使用模拟的PVDs不同的光束尺寸和速度通道宽度。此外,我们认为系统的影响,通过模拟PVD的SMBH质量的推断,包括空间和速度结构的分子气体,这表明它们的影响是不显着的PVD具有良好的S/N,除非空间和速度尺度与系统的影响是可比的或大于角分辨率和速度通道宽度的PVD从纯圆周运动。此外,我们警告说,由于星系光度图像的分辨率差,在星系表面亮度分布的偏差可以在很大程度上偏置SMBH质量的一个数量级。这项研究表明,承诺和ALMA观测测量SMBH质量使用分子气体运动学的限制,并提供了一个有用的技术理由ALMA建议与测量SMBH质量的科学目标。
2017-01-20 astro-ph.GA
WISDOM Project -- XXVI. Cross-checking supermassive black hole mass estimates from ALMA CO gas kinematics and SINFONI stellar kinematics in the galaxy NGC 4751
本研究利用ALMA的CO气体运动学与SINFONI的恒星运动学,通过不同假设模型交叉核验NGC 4751星系的超大质量黑洞质量,给出多组质量估计值并与既往结果对比。
2025-08-13 astro-ph.GA
Toward Precision Black Hole Masses with ALMA: NGC 1332 as a Case Study in Molecular Disk Dynamics
我们提出的第一个结果,从阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)CO(2-1)的早期型星系的环核气体盘的观测计划。该计划的目的是探测中心黑洞引力影响范围内的气体。在NGC 1332中,0.3”分辨率的ALMA数据揭示了来自高度倾斜(i~ 83度)的环核盘的CO发射,在空间上与哈勃太空望远镜图像中看到的尘埃盘一致。该盘显示出中心向上翻转的最大视线速度达到+-500公里/秒相对于系统速度,与预期的签名的快速旋转周围的超大质量黑洞。旋转展宽和光束拖尾在光盘中心附近产生复杂和不对称的线轮廓。我们构建了动力学模型的旋转磁盘和拟合模型的CO线轮廓直接ALMA数据立方体。内部圆盘中旋转和湍流速度色散之间的简并性排除了对黑洞质量的强约束的推导,但是模型拟合允许湍流色散幅度的合理范围意味着中心质量在~(4-8)x10^8 Msun的范围内。我们认为,气体运动观测解决的黑洞的投影半径的影响沿磁盘的短轴将有能力产生黑洞质量测量,在很大程度上是不敏感的湍流或恒星质量分布的系统不确定性。对于高度倾斜的圆盘,这是一个比通常的影响范围准则更为严格的要求。
2016-03-15 astro-ph.GA
Dynamical model of an obscuring clumpy torus in AGNs: I. Velocity and velocity dispersion maps for interpretation of ALMA observations
本文建立了活动星系核(AGN)中星团的动力学模型,并与最近的ALMA观测结果进行了比较。我们提出了$N$体模拟的环面领域的超大质量黑洞(SMBH),由高达$N=10^5$引力相互作用的云。作为初始条件,我们选择的云的轨道要素的随机分布与切断的倾斜,以模仿在早期AGN阶段产生的风锥的存在。当环面达到平衡时,它具有甜甜圈形状。我们讨论了箱轨道的存在。然后,我们已经构建了速度和速度色散图使用的云在平衡时的分布。并分析了云面倾角和云的大小对云的影响。我们讨论了使用光线跟踪模拟匹配的模型地图ALMA分辨率的云的遮蔽效果。通过与NGC 1068的观测图比较,我们发现在环面倾角$45^\circ - 60^\circ$的范围内,SMBH的质量为$M_\text{smbh}=5\times 10^6 M_\odot$。我们还构造了NGC 1326和NGC 1672的速度色散图。结果表明,ALMA色散图中的峰值与环喉的发射有关。最后,我们得到的温度分布图的参数,对应于我们的模型速度图的NGC 1068。它们在温度分布上显示出分层现象,高温区的形状与VLTI/VLBI图相同。
2021-02-24 astro-ph.GA
Gas dynamics of a luminous $z$ = 6.13 quasar ULAS J1319$+$0950 revealed by ALMA high resolution observations
我们提出了新的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)观测的尘埃连续体和[C II] 158 $μ$ m精细结构线发射到远红外发光类星体,ULAS J131911.29 $+$ 095051.4在$z=6.13$,并结合新的周期1数据与ALMA周期0数据。合并后的数据有一个角分辨率$\sim$ $0.3$,并解决尘埃连续和[C II]线发射几千秒差距尺度。[C II]线发射比尘埃连续谱发射更不规则,这表明尘埃和[C II]发射气体之间的分布不同。组合数据证实了我们先前在仅来自循环0数据的较低分辨率ALMA图像中检测到的[C II]速度梯度。我们应用倾斜环模型的[C II]速度图,以获得旋转曲线,并约束的圆速度为427 PDMATHAMR 55公里秒$^{-1}$在半径为3.2千秒差距与倾角为34 PDMATHAMT。我们在3.2 kpc区域内测量到的动力学质量为13.4 $_{-5.3}^{+7.8}$ $\times 10^{10}\,M_{\odot}$。这就产生了黑洞和宿主星系质量比为0.020 $_{-0.007}^{+0.013}$,这比现在的$_{-2}^{+3}$/ $M_{\rm bulge}$的比例高出大约4倍。这表明,超大质量黑洞在早期宇宙中的类星体宿主星系中形成大部分恒星质量之前,其质量就已经增长了。
2017-07-12 astro-ph.GA
ALMA and JWST Imaging of $z\ >\ 6$ Quasars: No Spatial Position Offset Observed Between Quasars and Their Host Galaxies
该研究利用ALMA和JWST观测6个z > 6类星体,发现黑洞与宿主星系无空间偏移,揭示JWST观测的明显偏移源于尘埃遮挡,支持位置偏移短暂或罕见的理论模型。
2025-11-11 astro-ph.GA
ALMA Observations of Quasar Host Galaxies at $z\simeq4.8$
我们目前的ALMA波段-7数据的[CII] $\lambda157.74\,μ{\rm m}$发射线和基础的远红外(FIR)连续的12个发光类星体在$z \simeq 4.8$,由快速增长的超大质量黑洞(SMBHs)。我们的总样本由18个类星体组成,其中12个是第一次在这里介绍。新的源包括六个Herschel/SPIRE检测系统,我们定义为“FIR-bright”源,和六个Herschel/SPIRE未检测系统,我们定义为“FIR-faint”源。我们确定尘埃质量的类星体主机的$M_{dust} \le 0.2-25.0\times 10^8 M_{\odot}$,这意味着ISM气体质量的动力学质量来自[CII]运动学。据发现,平均而言,MgII线是蓝移的$\sim 500\,{\rm km\,s}^{-1}$相对于[CII]的发射线,这也是观察到的补充时,我们的观察与文献中的数据。我们发现,我们所有的“前红外亮”子样本和大多数的“前红外暗”对象位于以上的主要序列的恒星形成星系在$z \sim 5$。我们检测同伴亚毫米星系(SMG)的两个源,都是FIR微弱的,与$\sim20-60$ kpc的投影距离的范围和典型的速度变化$\left|Δv\right| \lesssim200\,{\rm km\,s}^{-1}$从类星体主机。在我们总共18个类星体的样本中,有5/18被发现有尘埃…
2020-05-01 astro-ph.GA
WISDOM project - IV. A molecular gas dynamical measurement of the supermassive black hole mass in NGC 524
利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)对早型星系NGC 524的中心盘进行了高角分辨率(0.3”或37 pc)的CO(2-1)线辐射观测。这个光盘被证明是动态放松,表现出有序的旋转约一个紧凑的1.3毫米的连续源,我们确定为发射从一个活跃的超大质量黑洞(SMBH)。圆盘中心有一个比SMBH势力范围稍大的孔。观察到的速度场的方位角失真被发现是由于位置角翘曲或径向气流超过内部2.5”。通过对观测值进行正演模拟,我们得到了$4.0^{+3.5}_{-2.0}\times10^8\,\mathrm{M_\odot}$的SMBH质量的估计,其中不确定性在$3σ$水平。的不确定性主要是约束的倾斜度和恒星的质量与光的比率,这个星系,我们的测量是一致的SMBH质量和恒星速度色散之间的既定的相关性。我们的结果大约是以前的恒星动力学测量的一半,但在两者的不确定性范围内是一致的。我们还提出并应用一种新的工具来模拟复杂的分子气体分布。
2019-03-07 astro-ph.GA
Time Variations in the Flux Density of Sgr A* at 230 GHz Detected with ALMA
银河系中心Sgr A* 的射电源是一个主要的超大质量黑洞候选者,因此是我们了解它们的关键。在阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)第5周期观测中发现了Sgr A* 230 GHz波段通量的时间变化。在217.5、219.5和234.0 GHz的1分钟快照中测量Sgr A* 的通量密度,我们获得了10个70分钟周期的光变曲线。光变曲线显示了几十分钟和小时尺度的变化。较短的时间尺度类似于围绕$4\times 10^{6}$ $M_{\odot}$黑洞的最内层稳定圆形轨道的轨道周期,这表明这种变化起源于Sgr A* 的紧邻。我们还检测到没有时间滞后之间的217.5和234.0 GHz和依赖的光谱指数的通量密度。
2020-03-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
ALMA Observations of the Gravitational Lens SDP.9
我们提出了强引力透镜H-ATLAS J090740.0-004200(SDP.9)的长基线ALMA观测,它由一个椭圆星系在$z_{\mathrm{L}}=0.6129$透镜背景亚毫米星系成两个扩展的弧。数据包括带6连续观测,以及CO $J$ =6 $-$ 5分子线观测,我们测量更新的源红移的$z_{\mathrm{S}}=1.5747$。ALMA数据中的图像形态与HST数据中的图像形态不同,表明源星系的恒星、气体和尘埃成分之间存在空间偏移。我们使用档案HST数据和在ALMA数据中识别的共轭点的组合,将透镜建模为具有外部剪切的椭圆幂律密度分布。我们的最佳模型具有$θ_{\mathrm{E}}=0.66\pm0.01$的爱因斯坦半径和比等温质量剖面斜率稍陡的质量剖面斜率。我们搜索的透镜,它可以用来约束内部质量分布的透镜星系,包括中央超大质量黑洞的中心图像,但没有检测到它在集成CO图像在3 $σ$ rms水平为0.0471 Jy km s $^{-1}$。
2017-07-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cospatial Star Formation and Supermassive Black Hole Growth in $z \sim 3$ Galaxies: Evidence for In-situ Co-evolution
本文给出了$z \sim 3$上三个活动星系核(AGN)中超大质量黑洞(SMBH)生长点相对于其宿主中强烈恒星形成区的亚kpc定位。这些活动星系核选自Karl G. Jansky甚大阵(VLA)和Atacama大型毫米/亚毫米阵(ALMA)在HUDF和COSMOS的观测,厘米射电辐射追踪恒星形成和活动星系核,尘埃的亚/毫米辐射追踪几乎纯恒星形成。我们需要无线电发射$\geqslant5\times$比与亚/毫米恒星形成相关的水平更明亮,以确保无线电发射是活动星系核主导的,从而允许活动星系核和恒星形成独立的本地化。在这三个星系中,活动星系核都位于富含气体、高度模糊、强烈的核恒星形成的致密区域内,$R_e = 0.4-1.1$为kpc,平均恒星形成速率为$\simeq100-1200$ $M_\odot$ yr $^{-1}$。如果当前的恒星形成事件在其宿主$\simeq 0.2$ Gyr的恒星质量加倍时间内以这样的速率持续下去,那么新形成的恒星质量将在中心kpc区域内达到$10^{11}$ $M_\odot$的量级,同时与SMBH的显著增长同步。这是一致的图片,在现场银河隆起和SMBH的形成。这项工作证明了VLA和ALMA观测的独特互补性,可以明确地将活动星系核和恒星形成的位置精确到$\simeq30$ mas,对应于$z = 3$的$\simeq 230$ pc。
2018-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Simultaneous Measurements of Star Formation and Supermassive Black Hole Growth in Galaxies
星系中的超大质量黑洞与它们的恒星一起成长,尽管人们对这些主要星系成分之间的关系知之甚少。对恒星和星系中黑洞的宇宙生长的观测受到不相交样本和尘埃衰减的强烈影响。热红外线具有令人难以置信的潜力,可以同时测量覆盖广泛物理条件的大样本星系中的恒星形成和黑洞吸积速率。斯皮策在低红移时证明了这种潜力,并通过观察z~2处最明亮的星系。JWST将这些方法应用于这些时期的正常星系,但无法产生大的光谱样本或访问高红移的热红外。在我们的波长覆盖范围内,JWST和ALMA之间将存在一个数量级的差距。一个大型的冷红外望远镜可以填补这一空白,以确定何时(在宇宙时间内),以及在哪里(在宇宙网络中),恒星和黑洞共同进化,通过测量这些过程同时在统计上完整和公正的星系样本z>8。下一代无线电干涉仪将具有测量恒星形成和核吸积的分辨率和灵敏度,即使是在尘埃最多的星系中。热红外线和无线电一起可以独特地确定恒星和超大质量黑洞如何在宇宙时间内在星系中共同进化。
2019-03-12 astro-ph.GA
ALMA and HST kiloparsec-scale imaging of a quasar-galaxy merger at $z\approx 6.2$
我们目前kpc尺度的ALMA和HST成像的类星体PJ 308 -21在$z$ = $6.2342$,跟踪尘埃,气体(通过[CII] 158 $μ$ m线)和年轻的恒星。在$\sim0.3''$($\approx1.7$ kpc)的分辨率下,系统在$>4''$($>$ 20 kpc)上分辨。特别是,它具有一个主要的组成部分,被确定为类星体宿主星系,以吸积超大质量黑洞为中心;和其他两个在西侧和东侧的扩展组成部分,一个相对于类星体红移,另一个相对于类星体蓝移。整个系统的[CII]发射沿着视线以1500 km/s的速度延伸到$>$。系统的所有组成部分都可以在尘埃、[CII]和静止帧UV发射中观察到。推断出的[CII]光度[(0.9-4.6)$\times 10^9$ L $_\odot$ ]、尘埃光度[(0.15-2.6)$\times10^{12}$ L $_\odot$ ]、静止坐标系紫外光度[(6.6-15)$\times10^{10}$ L $_\odot$ ]、它们的比值,以及隐含的气体/尘埃质量和恒星形成速率[11-290 M $_\odot$ yr $^{-1}$ ]都是典型的高红移恒星形成星系。一个玩具模型的一个单一的卫星星系,潮汐剥离的相互作用与类星体的宿主星系可以解释观测到的速度和空间范围的两个扩展组件。PJ 308 -21中独特特征的流出解释不受数据支持。因此,PJ …
2019-06-12 astro-ph.GA
ALMA Probes the Molecular Gas Reservoirs in the Changing-Look Seyfert Galaxy Mrk 590
我们调查,如果活动星系核(AGN)的Mrk 590,其超大质量黑洞,直到最近高度吸积,是关闭由于缺乏中央气体燃料it. We分析新的亚弧秒分辨率ALMA地图的$^{12}$ CO(3-2)线和344 GHz的连续辐射在Mrk 590。我们在内部150 pc没有探测到$^{12}$ CO(3-2)发射,将中心分子气体质量限制为$M({\rm H_2}) \lesssim 1.6 \times 10^5\, {M_{\odot}}$,不超过一个典型的巨大分子气体云,CO光度到气体质量转换因子为$α_{\rm CO}\sim 0.8\,{M_{\odot}\,\rm (K \,km\,s^{-1}\,pc^{2}})^{-1}$。然而,仍然有潜在的足够的气体燃料黑洞的另一个$2.6 \times 10^5$年假设爱丁顿有限的吸积。因此,我们不能排除活动星系核可能只是经历了一个暂时的进食中断,并可能在不久的将来再次打开。我们发现了一个环状结构,在$\sim 1$ kpc的半径,其中一个气体团展示扰动运动学和位于活动星系核以西的$\sim 200$ pc,可能是加油的中心。在kpc尺度下,Mrk 590的气体并不比附近的活动星系核宿主星系少,这证实了在这些尺度下的气体库并不能直接指示活动星系核的活动和吸积速率。在中央150 pc检测到的连续辐射可能来自温暖的活动星系核加热的尘埃,虽然不能排除…
2015-10-23 astro-ph.GA
Alma Reveals A Gas-rich, Maximum-starburst In The Hyperluminous, Dust-obscured Quasar W0533-3401 AT $z\sim2.9$
我们目前的ALMA观测和多波长光谱能量分布(SED)的分析在一个WISE选择,超亮尘埃遮蔽类星体W 0533 -3401在$z=2.9$。我们推导了每个组成部分的物理性质,如分子气体,恒星,尘埃和中心超大质量黑洞(SMBH)。探测到了3 mm处的尘埃连续谱和CO(3-2)谱线。导出的分子气体质量$M_{\rm gas}=8.4\times10^{10}\ M_\odot$及其分数$f_{\rm gas}=0.7$表明,W 0533 -3401富含气体。用不同的方法估算了恒星形成率(SFR)为$\sim3000-7000\ M_\odot$ yr $^{-1}$。高的SFR和比SFR值表明W 0533 -3401是一个极大的星暴。相应的气体耗尽时间尺度非常短($t_{\rm depl}\sim12-28$ Myr)。CO(3-2)发射线边缘解析,并有速度梯度,这可能是由于旋转的气体盘,气体流出或合并。最后,我们推断了W 0533 -3401的黑洞质量增长率(${\dot{M}}_{\rm BH}$ = 49 $M_\odot$ yr $^{-1}$),这表明中心SMBH的快速增长。观测到的W 0533 -3401的黑洞与恒星质量比$M_{\rm BH}/M_\star$与采用的爱丁顿比有关,比当地值高出一个数量级以上,并朝着无遮蔽类星体的演化趋势发展。我们的研究结果是一致的\wobs…
2019-10-22 astro-ph.GA
The Circumnuclear Disk Revealed by ALMA. I. Dense Clouds and Tides in the Galactic Center
利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列(ALMA),我们提出了CS线图在五个旋转线($J_{\rm u}=7, 5, 4, 3, 2$)对环核盘(CND)和银河系中心的流光。我们的主要目标是解决CND和流光内的紧凑结构,以了解超大质量黑洞(SMBH)Sgr A* 附近的分子核的稳定性条件。我们的数据提供了第一个均匀的高分辨率($1.3'' = 0.05$ pc)的意见,旨在解决密度和温度结构。CS云的大小为$0.05-0.2$ pc,速度弥散范围很宽($σ_{\rm FWHM}=5-40$ km s $^{-1}$)。CS云是暖气体($T_{\rm k}\ge 50-500$ K,n $_{\rm H_2}$ = $10^{3-5}$ cm $^{-3}$)和冷气体($T_{\rm k}\le 50$ K,n $_{\rm H_2}$ = $10^{6-8}$ cm $^{-3}$)的混合物。基于未磁化维里定理和引潮力的稳定性分析表明,占总气体质量的$84^{+16}_{-37}$ %是潮汐稳定的,占气体质量的大部分。湍流支配内部能量,从而设置阈值密度$10-100$倍高于潮汐极限在距离$\ge 1.5$ pc到Sgr A*,因此,抑制云坍缩形成恒星附近的SMBH。然而,在中央$1.5$ pc中,潮汐力超过湍流,引力坍缩的阈值密度迅速增长到$\ge 10^{8}$ cm $^{-3}$。
2021-04-05 astro-ph.GA
An ALMA CO(2-1) Survey of Nearby Palomar-Green Quasars
分子气体的性质可以揭示类星体宿主星系的物理条件和吸积超大质量黑洞的反馈效应。本文介绍了利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波天线阵对23个z<0.1的帕洛玛-格林类星体进行的新的CO(2-1)观测。CO发射成功地检测到91%(21/23)的对象,从中我们得到CO光度,分子气体质量和速度线宽。加上文献中对32个类星体的CO(1-0)测量(探测率53%),有15个类星体同时具有CO(1-0)和CO(2-1)测量,总共有40个源具有CO测量。我们发现线比R_2 - 1 = L '_CO(2-1)/L'_CO(1-0)是亚热的,与邻近星系和其它类星体的研究结果基本一致。R_21与星际辐射场强度和活动核光度之间没有明显的相关性。与一般的星系群一样,类星体宿主星系表现出强的、紧密的、线性的L_IR-L_CO关系,其归一化与星暴系统一致。我们调查的分子总气体质量分数的援助推断总气体质量从尘埃质量以前来自红外观测。虽然散射是相当大的,目前的数据并不表明类星体宿主星系的CO到H_2的转换因子显着不同于正常的恒星形成星系。
2019-11-29 astro-ph.GA
Suspended and restored activities of A Nearby Super Massive Black Hole
活动星系核谱型跃迁(CL现象)的发现,不仅对普遍接受的活动星系核定向统一模型提出了挑战,而且对标准盘模型提出了挑战。在过去的几十年里,只有几个附近的重复“改变外观”的活动星系核(CL-AGN)已被确定。在这里,我们报告的光谱观测UGC 3223在18年的过程中,从2001年起。结合1987年由Stirpe拍摄的光谱,我们见证了它从$1.5\rightarrow2.0\rightarrow1.8$到32年的类型转变,并捕获了一个长寿命(至少10年)的彻底“关闭”状态,具有典型的Seyfert 2星系的光谱。长期彻底的“关闭”状态可能暗示着UGC 3223中曾经休眠和觉醒的中央引擎。我们认为,宽的Balmer发射线的出现(消失)可以解释的磁盘风BLR模型给定的演化计算的爱丁顿比的超大质量黑洞的吸积。
2020-04-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
ALMA 0.02"-resolution observations reveal HCN-abundance-enhanced counter-rotating and outflowing dense molecular gas at the NGC 1068 nucleus
利用ALMA ~0.02”分辨力观测方法,在HCN/HCO+/HNC J=3-2谱线、13 C同位素谱线和振动激发谱线上,对邻近的2型活动星系核NGC 1068(~14 Mpc)的核进行了观测,详细研究了质量吸积超大质量黑洞周围尘埃分子环中致密分子气体的形态学、动力学、化学和物理性质.我们确认几乎东西方向的致密分子气体排放的形态和动力学,我们认为这是来自环面。明亮的发射是紧凑的(<3 pc),低表面亮度发射延伸到5-7 pc。这些致密的分子气体性质在东西环之间是不对称的。在~7 pc的环面区域内,HCN J=3 - 2的发射比HCO+ J=3-2的发射更强,估计其致密分子质量为(0.4-1.0)x10^6Msun。我们解释说,HCN的丰度增强的环面。我们检测到的外流致密分子气体和振动激发HCN J=3-2线的签名。最后,我们发现在环的最里面(<1 pc)部分,稠密分子线的旋转速度相对于系统速度是相反的,在环的外部(>2 pc),无论是在东部还是西部。我们更喜欢一个方案的反向旋转致密分子气体与最内部的几乎开普勒旋转和外部缓慢旋转(远低于开普勒)组件。我们的高空间分辨率的稠密分子线数据显示,NGC 1068的环面性质比经典活动星系核统一范式中简单的轴对称旋转环面图像复杂得多。
2020-08-18 astro-ph.GA
ALMA Observations of the Physical and Chemical Conditions in Centaurus A
半人马座A和它的富含气体的椭圆形宿主星系NGC 5128是距离我们最近的射电星系,距离我们3.8 Mpc。它的接近使我们能够非常详细地研究活动星系核、射电喷流和分子气体之间的相互作用。我们目前的ALMA观测的低J跃迁的三个CO同位素,HCN,HCO $^{+}$,HNC,CN,和CCH向内投影500 pc的NGC 5128。我们的观察解决物理尺寸下降到40 pc。通过对多种化学探针的观测,确定了NGC 5128核星际介质的物理化学条件。该区域包含与尘埃带相关的分子臂和分子臂内部的环核盘(CND)。CND约为400 pc × 200 pc,似乎与分子臂在化学上不同。它主要由致密气体示踪剂,而分子臂主要由$^{12}$ CO及其稀有同位素组成。与分子臂相比,CND具有更高的温度、升高的CN/HCN和HCN/HNC强度比以及弱得多的$^{13}$ CO和C $^{18}$ O发射。这表明活动星系核对CND分子气体的影响。也有吸收对AGN与低速复合体的系统速度附近和高速复合体移动约60公里秒$^{-1}$。我们发现CND在发射和低速和高速吸收复合物之间具有相似的化学性质,这意味着两者都可能源自CND。如果HV复合体确实起源于CND,那么这种气体将对应于落向超大质量黑洞的气体。
2017-12-01 astro-ph.GA
Do Circumnuclear Dense Gas Disks Drive Mass Accretion onto Supermassive Black Holes?
基于文献和档案(中位孔径$θ_{\rm med}$ = 220 pc)中的数据,我们提出了$\sim 100$ pc尺度环核盘(CND)的致密分子气体质量($M_{\rm dense}$)与总共10个Seyfert星系的黑洞质量吸积率($\dot{M}_{\rm BH}$)之间的正相关关系. CND的典型$M_{\rm dense}$是10 $^{7-8}$ $M_\odot$,由致密气体示踪剂HCN($1-0$)发射线的光度估计。由于致密的分子气体是恒星形成的场所,这种相关性实际上相当于以前揭示的核恒星形成率与$\dot{M}_{\rm BH}$之间的相关性。此外,$M_{\rm dense}-\dot{M}_{\rm BH}$的相关性更紧密的CND规模的气体比kpc或更大规模的气体。这表明CND可能在为黑洞提供燃料方面发挥重要作用,而$>$ kpc尺度气体则没有。为了证明一种可能的方法来研究与阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的CND-scale吸积过程中,我们使用了质量吸积模型,由于超新星爆炸的角动量损失是至关重要的。基于模型预测,我们认为,只有部分的CND($\dot{M}_{\rm acc}$)的吸积质量消耗为$\dot{M}_{\rm BH}$。然而,$\dot{M}_{\rm acc}$与总核质量流率(即,$\dot{M}_{\rm BH}$ +流出速率)。虽然…
2016-06-13 astro-ph.GA
On the Connection between Supermassive Black Hole and Galaxy Growth in the Reionization Epoch
超大质量黑洞(SMBH; $\mathcal{M}_{\rm BH}$)和它们的宿主星系($\mathcal{M}_\star$)在再电离时期的质量之间的相关性为它们的早期生长提供了有价值的约束。高红移类星体的$\mathcal{M}_{\rm BH}$ / $\mathcal{M}_\star$比值通常比本地值高得多。然而,对于最遥远的类星体来说,这种明显的偏移在多大程度上是由观测偏差驱动的尚不清楚。为了解决这个问题,我们的样本选择和测量偏差的汇编在$z\sim6$主机属性的基础上ALMA观测的类星体。我们发现,观测到的类星体在$\mathcal{M}_{\rm BH} - \mathcal{M}_\star$平面上的分布可以通过假设$z\sim6$上的SMBH布居遵循局域宇宙中的关系来再现。然而,$\mathcal{M}_{\rm BH}$ / $\mathcal{M}_\star$的正向或甚至负向演变也可以解释数据,这取决于固有散射是否演变以及各种系统不确定性的强度。为了打破这些简并性,需要提高质量测量的准确度,并将当前样品扩展到较低的$\mathcal{M}_{\rm BH}$限值。此外,假设辐射效率为0.1,类星体占空比从活跃的SMBH分数估计,在$\mathcal{M}_{\rm BH}$ / $\mathcal{M}_\star$显着的离群值倾向于移动到本地的关系给定…
2022-05-29 astro-ph.GA
The Innermost Mass Distribution of the Gravitational Lens SDP.81 from ALMA Observations
一个强透镜背景源的中央图像对前景透镜星系的内部质量轮廓斜率、核心半径和其核超大质量黑洞的质量施加了限制。使用高分辨率的长基线阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的观测和档案$Hubble~Space~Telescope$($HST$)成像,我们建立引力透镜H-ATLAS J090311.6+003906(也称为SDP. 81)的模型,并寻找缩小的中央图像。透镜星系的活动星系核(AGN)有中心连续辐射,但没有证据表明在任何分子线的中心透镜图像。我们使用CO地图,以确定不包括AGN连续的中心图像的流量限制。我们预测中心图像的通量密度,并使用ALMA数据的限制来约束透镜最里面的质量分布。对于由透镜星系的$HST$测光测量的核心半径为$0.15^{\prime\prime}$的幂律分布,假设中心通量归因于活动星系核,我们发现黑洞质量为$\mathrm{\log(M_{BH}/M_{\odot})} \gtrsim 8.5$是优选的。更深入的观测与中心图像的检测将显着改善透镜星系的最内部的质量分布的约束。
2015-08-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The GLEAMing of the First Supermassive Black Holes
我们提出了一种新的选择技术,以确定强大的($L_{\rm 500\,MHz}>10^{27}\,$ WHz $^{-1}$)射电星系走向再电离时代结束的结果。我们的方法是基于选择明亮的射电源显示无线电频谱曲率在最低频率($\sim 100\,$ MHz)结合传统的昏暗$K-$波段高红移星系。这项技术是唯一可能的感谢银河系和银河系外的全天空默奇森宽场阵列(GLEAM)调查,为我们提供了20个通量测量整个$70-230\,$ MHz范围。对于这个试点项目,我们专注于GAMA 09领域,以展示我们的技术。我们目前的结果,我们的后续活动与甚大望远镜,澳大利亚望远镜紧凑阵列和阿塔卡马大型毫米阵列(ALMA),以定位主星系,并确定其红移。我们的四个候选高红移源,我们发现两个强大的无线电星系的$1<z<3$范围内,确认一个在$z=5.55$和提出一个非常试探性的$z=10.15$候选人。它们的近红外和射电特性表明,我们优先选择了一些最具射电发光的天体,这些天体由与$1<z<5$的强大射电星系非常相似的大质量星系所拥有。我们在$z>5.5$寻找强大射电星系的新选择和后续技术具有很高的$25-50\%$成功率。
2021-11-15 astro-ph.GA
Molecular Gas in the X-ray Bright Group NGC 5044 as Revealed by ALMA
早型星系NGC 5044位于一个中等冷却流的X射线亮群的中心,对它进行了短短30分钟的ALMA观测,在中心2.5千秒差距内探测到了24个分子结构。分子结构的质量从3e 5到1 e7 Mo 3变化,CO(2-1)线宽从15到65 km/s变化。考虑到CO(2-1)的大线宽,观察到的结构可能是巨大的分子协会(GMAs),而不是单个的分子云(GMCs)。只有少数GMA可以用周期0 ALMA束进行空间分辨,并且这些GMA的平均密度产生约15%的GMC体积填充因子。观测到的质量的解决GMA是不够的,他们是引力约束,然而,最大的GMA确实包含一个较小的质量分量的线宽为5.5公里/秒(典型的个别维里化的GMC)。我们还表明,GMAs不能由热气体的压力限制。给定所观察到的GMA的CO(2-1)线宽(即,嵌入的GMCs的速度分散),它们将可能在大约1200万年的时间尺度上分散,这小于热气体的中心冷却时间,因此GMA内的嵌入的GMCs必须同时从热气体中冷凝出来,并且由热气体的热不稳定包的局部集中引起。没有迹象表明任何盘状分子结构,所有迹象表明,分子气体遵循弹道轨迹后,冷凝出热不稳定的热气。中心连续谱源的230 GHz光度是其低频射电光度的500倍,可能反映了中心超大质量黑洞最近的吸积事件。中心连续谱源的光谱也表现出吸收特征。
2014-08-01 astro-ph.GA