由活动星系核(AGNs)驱动的星系级外流是星系演化模型中常被援引的反馈机制。迄今为止,星系尺度星际气体、AGN外流的传播与演化过程中AGN基本参数之间的相互作用仍不明确。研究发现,强核外流更易存在于AGN演化早期,这类阶段通常与高吸积率、弱窄发射线相关。在斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey)的一个具有Mg II窄吸收线(NALs)的类星体样本中,我们发现了一个前所未有的现象:随着窄[O III]线强度增加,星系尺度气体从以内流为主转变为以外流为主,置信度达6.7σ。随着AGN演化,核外流减弱而星系级外流增强,这一事实表明早期外流会与星系尺度的星际介质相互作用,触发气体逐渐转变为星系级外流,为假设中可全局调控星系演化的AGN外流多阶段传播模型提供了观测关联。
英文摘要:
Galactic-wide outflows driven by active galactic nuclei (AGNs) is a routinely invoked feedback mechanism in galaxy evolution models. Hitherto, the interplay among the interstellar gas on galactic scales, the propagation of AGN outflows and the fundamental AGN parameters during evolution remains elusive. Powerful nuclear outflows are found to favorably exist at early AGN stages usually associated with high accretion rates and weak narrow emission lines. In a sample of quasars emitting Mg II narrow absorption lines (NALs) from the Sloan Digital Sky Survey, we discover an unprecedented phenomenon where galaxy-scale inflow-dominated transforming into outflow-dominated gas accompanied by an increasing strength of the narrow [O III] line, at a confidence level of 6.7σ. The fact that nuclear outflows diminish while galaxy-wide outflows intensifies as AGNs evolve implies that early-stage outflows interact with interstellar medium on galactic scales and trigger the gradual transformation into galaxy-wide outflows, providing observational links to the hypothetical multi-stage propagation of AGN outflows that globally regulates galaxy evolution.
Ultra-strong MgII absorbers trace both inflowing and outflowing gas: insights from dual down-the-barrel and quasar sightlines
Swinburne University of Technology(斯威本科技大学);ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D)(ARC三维全天空天体物理学卓越中心);The University of Oklahoma(俄克拉荷马大学);San Diego State University(圣地亚哥州立大学)
Fast Inflow Directly Feeding Black Hole Accretion Disk in Quasars
类星体是高光度的活动星系核,被认为是由星际物质吸积到其中的超大质量黑洞(SMBH)上而提供动力的。观测到的大部分能量都释放在围绕SMBH的吸入气体的吸积盘中。预计将有大量燃料材料向内运输。然而,关于吸积盘是否以及如何被供给外部气体的基本问题仍然没有答案,因为迄今为止还没有清楚地观察到供给吸积盘的流入。在这里,我们报告的发现高度红移宽吸收线所产生的中性氢和氦原子在一个小样本的类星体。它们的吸收槽显示出从零开始连续向内延伸到高达$\sim 5,000$ km s $^{-1}$的宽范围的多普勒速度。因此,我们看到冷气流以径向向内的速度分量移动,跨越巨大的梯度-中央SMBH的重力加速度的结果。对原型天体SDSS J103516.20+142200.6的广泛的光电离建模表明,流入的气体是致密的、厚的和适度电离的,到SMBH的特征距离为$\sim 1,000$引力半径,可能与外部吸积盘重叠或接近。我们的研究结果提出了第一个令人信服的证据,证明长期寻求的流入直接喂养类星体的吸积盘与外部材料,可能来自尘埃环在秒差距尺度。我们的方法提供了一种新的工具来探测类星体中迄今为止难以捉摸的燃料流入。他们的研究可能有助于解决有关吸积物理,类星体活动的开始和维持以及大多数星系中心SMBH增长的一些基本问题。
The Redshifted Hydrogen Balmer and Metastable He I Absorption Line System in Mini-FeLoBAL Quasar SDSS J112526.12+002901.3: A Parsec Scale Accretion Inflow?
Resolving 3D Disk Orientation using High-Resolution Images: New Constraints on Circumgalactic Gas Inflows
我们约束气体流入速度在恒星形成的星系与颜色梯度一致,由内而外的磁盘增长。我们的方法结合了新的测量盘取向与先前描述的环星系吸收背景类星体光谱。两个量,一个位置角和一个轴比,描述了每个星系盘在天空中的投影形状,留下了一个关于短轴的哪一边向观测者倾斜的模糊性。关于盘的3D取向的这种简并性已经损害了先前测量气体流入速度的努力。我们提出了HST和凯克/LGSAO成像,解决了在红移$z\approx0.2$在五个星系的螺旋结构。我们确定了四个星系的磁盘倾角的符号,假设旋臂的旋转轨迹。我们的项目模型,在磁盘平面和圆形轨道上的每个类星体的视线径向下降。我们比较所得的视线速度观测到的速度范围内的Mg II吸收光谱的背景类星体,相交的磁盘平面在半径69和115千秒差距之间。对于两条视线,我们将最大径向流入速度限制为30-40 km s $^{-1}$。我们还排除了在一个视线径向流入的速度分量,这表明这些增长的磁盘结构的供应气体没有统一的覆盖因子。我们建议适当的选择标准,以建立更大的样本的星系-类星体对,产生的方向敏感的约束流入属性。
Absorption-line Environments of High-redshift BOSS Quasars
大质量星系演化的早期阶段通常涉及由星暴或中央类星体驱动的外流加上冷模吸积(下落),这增加了星系中的质量积聚。为了研究类星体环境中这些流入和流出的性质,我们使用SDSS-BOSS DR 12的光谱数据研究了正和负速度变化下的窄吸收线(NALS)与其他类星体属性的相关性,例如它们的宽吸收线(BAL)流出和射电响度。我们的研究结果表明,关联吸收线(AALs)和流出AALs的发生率与BALs强烈相关,这表明大多数AALs形成类星体驱动的流出。多个AAL也与BALs密切相关,这表明类星体的外流往往是高度结构化的,并且可以沿着我们的视线产生具有不同速度变化的多种气体成分。在有BALs的类星体中,入射的AAL比没有BALs的类星体更少出现。这表明BAL外流在宿主星系中起着大规模的作用,并抑制了IGM气体的流入,支持了类星体外流在向宿主星系反馈中起着重要作用的理论模型。尽管有更大的距离,入流AAL比流出AAL更高度电离,这可以归因于较低的密度在入流吸收。
VLT/UVES Observation of the Outflow in Quasar SDSS J1439-0106
我们分析了类星体SDSS J143907.5-010616.7的VLT/UVES光谱,从UVES光谱类星体吸收数据库中检索。我们确定了两个流出系统的光谱:一个迷你宽吸收线(迷你BAL)系统和窄吸收线(NAL)系统。我们测量了具有Fe II的激发态吸收槽的mini-BAL($v=-1550$ km s $^{-1}$)流出物的离子柱密度。我们根据Fe II的激发态和基态丰度的比值确定了电子数密度$\log{n_e}=3.4^{+0.1}_{-0.1}$,并发现外流的动力学光度是类星体爱丁顿光度的$\lesssim 0.1 \%$,这使得它不足以对活动星系核的反馈做出贡献.
Gas flows in the circumgalactic medium around simulated high-redshift galaxies
利用一个新的宇宙学变焦模拟样本,我们分析了红移范围z >= 3的模拟星系周围的环星系气体的性质。这些模拟旨在代表最近用MUSE仪器获得的莱曼α发射体的观测样本(晕质量约为10^10-10^11太阳质量)。我们发现,超新星反馈有显着的影响,流入和流出的环星系介质驱动外流,减少扩散流入率,并通过增加流入气体的中性部分。通过时间上叠加模拟输出,我们发现流入和流出阶段之间发生了显着的净质量交换:没有一个阶段是质量守恒的。特别是,我们发现,在中性流出的氢的质量随半径呈指数下降的气体从晕中心向外流动。这可能是由喷泉式循环过程和流出气体的逐渐光/碰撞电离的组合引起的。我们的模拟没有预测CGM中存在快速移动的中性流出。中性外流则以中等径向速度(约50 km ^-1)运动,大部分动能与切向运动而非径向运动有关。
NGC 6860, Mrk 915, and MCG -01-24-012. II. Inflowing and outflowing cold molecular gas and the connection with ionized gas in Seyfert galaxies
Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Astronomisches Rechen-Institut(海德堡大学天文中心,天文计算研究所);Departamento de Astronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul(南里奥格兰德联邦大学天文学系);Astronomy Department, Universidad de Concepción(康塞普西翁大学天文学系);Observatorio Astronómico Nacional (OAN-IGN)-Observatorio de Madrid(国家天文台(OAN-IGN)马德里天文台);Departamento de Física, CCNE, Universidade Federal de Santa Maria(圣玛丽亚联邦大学物理系,CCNE);Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA(西班牙国家技术研究委员会-国家航空航天技术研究所天体生物学中心);Finnish Centre for Astronomy with ESO, University of Turku(图尔库大学芬兰ESO天文学中心)
我们提出了自适应光学辅助近红外积分场光谱观测的发光类星体在$z = 2.4$,以前观察到的第一个已知的例子,在高红移的大规模类星体驱动的流出淬火恒星形成在其宿主星系。核谱显示吸收中的宽的蓝移H $β$,其追踪具有高密度($>10^8$ - $10^9$ cm $^{-3}$)和超过10,000 km s $^{-1}$的速度的流出气体。外流云的特性(覆盖因子、密度、柱密度和推断的位置)表明它们可能来自宽线区。这种核区域的能量学与大规模外流中观察到的能量学是一致的,支持类星体驱动的外流源自核区域并且是能量守恒的模型。我们注意到,H $β$和H $α$发射线的不对称轮廓可能是由于沿着视线的密集流出气体的吸收。这种外流引起的不对称性的影响,估计的黑洞质量使用维里估计,并警告其他几个类星体的特点是类似的线不对称性的影响。更一般地说,我们的研究结果可能会提出一个更广泛的修订的分解和解释类星体的光谱特征,以考虑到潜在的广泛的蓝移巴耳末吸收线的存在。我们的高空间分辨率数据还揭示了红移,动态冷星云发射线,可能跟踪流入流。
Linking neutral gas inflows and outflows to offsets in the star-forming main sequence and mass-metallicity relation
Aix Marseille Univ, CNRS, CNES, LAM(艾克斯马赛大学);Department of Physics & Astronomy, University College London(伦敦大学学院物理与天文系);Max-Planck-Institut für Radioastronomie(马克斯·普朗克射电天文研究所);Institute for Astronomy, University of Edinburgh(爱丁堡大学天体物理研究所);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);Department of Physics, Boston University(波士顿大学物理系);Dipartimento di Fisica “Aldo Pontremoli”, Università degli Studi di Milano(米兰大学阿尔多·蓬特莫利物理系);INAF-Osservatorio Astronomico di Brera(意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台);Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna (ULL)(拉帕拉大学天体物理学系);Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利天体物理学研究所)
HST/COS Observations of Quasar Outflows in the 500-1050 Å Rest Frame: III. Four Similar Outflows in 2MASS J1051+1247 with Enough Energy to be Major Contributors to AGN Feedback
我们在哈勃空间望远镜/宇宙起源摄谱仪的类星体2 MASS J1051+1247的光谱中探测到四个非常有活力的外流,其组合动力学光度($\dot{E_k}$)为10 $^{46}$ erg s $^{-1}$。显着的相似之处被认为是在这些流出:4900和5700公里秒$^{-1}$之间的速度质心,距离中央源($R$)的几百秒差距内的错误都是一致的,和一个$\dot{E_k}$内的一个因素为2的所有流出。因此,外流的共同来源是可能的。大部分流出的物质存在于一个非常高的电离阶段,明显的是来自Ne VIII,Na IX,Mg X和Si XII的波谷,这将这些紫外线流出的物理条件与附近塞弗特星系中看到的X射线暖吸收体流出相连接。三个流出具有两个或三个独立的诊断的电子数密度,产生一致的值为每个流出,这增加了稳健性的$R$测定。槽从未见过的Ar VI,O IV*,Ne VI*,和Ne V* 的离子跃迁被确定。结合$\dot{E_k}$是类星体的爱丁顿光度的$7.0^{+6.5}_{-2.3}$ %,这些外流是主要的候选人是各种活动星系核反馈效应的主要代理人。
Deep HI observations of cold gas inflow and outflow
Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON)(荷兰射电天文研究所);Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen(格罗宁根大学卡普坦天文研究所);Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology(斯威本科技大学天体物理与超算中心);ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO3D)(ARC三维全天体物理卓越中心);Graduate School of Science, Nagoya University(名古屋大学理学研究科);Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University(北京大学科维理天文与天体物理研究所);National Astronomical Observatory, Japan(日本国立天文台);Department of Physics and Astronomy, Sejong University(世宗大学物理与天文学系)