[論文レビュー] Quasars and Galaxy Formation

Joseph Silk, M. J. Rees|arXiv (Cornell University)|Jan 4, 1998

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、質量ブラックホールの形成が銀河形成のピークに先行することを提案しており、クェเซアのような核とエネルギーの高い噴流が、原始銀河の星形成に顕著に影響を与えている。本研究では、超大質量ブラックホールの質量と銀河の球状成分との間のきつい相関関係を導出し、銀河形成シナリオにおける共進化モデルを支持している。

ABSTRACT

The formation of massive black holes may precede the epoch that characterises the peak of galaxy formation, as characterized by the star formation history in luminous galaxies. Hence protogalactic star formation may be profoundly affected by quasar-like nuclei and their associated extensive energetic outflows. We derive a relation between the mass of the central supermassive black hole and that of the galaxy spheroidal component, and comment on other implications for galaxy formation scenarios.

研究の動機と目的

• 超大質量ブラックホールの形成と銀河形成のピークとの時間的順序関係および因果関係を調査すること。
• クェーサーのような核およびそのエネルギーの高い噴流が、原始銀河系における星形成に与える影響を検討すること。
• 中心部のブラックホール質量と銀河の球状成分の質量との物理的関係を確立すること。
• この質量関係が広範な銀河形成モデルに与える意味を評価すること。
• ブラックホール成長が銀河アセンブリの主要段階に先行するのか、それとも同時に起こるのかを探索すること。

提案手法

• 明るい銀河の星形成歴の観測的制約を分析し、銀河形成のピーク期を推定する。
• 理論的モデリングを用いて、特にエネルギーの高い噴流を含むクェーサーのような核からのフィードバック機構を検討する。
• 中心部の超大質量ブラックホールと銀河の球状成分との間の質量相関関係を導出する。
• ブラックホールおよび球状成分の質量に関する実証的データを用いて、共進化的シナリオとの整合性を検証する。
• 導出された質量関係を、銀河形成理論における既存の観測結果および理論的期待と比較する。
• 初期のブラックホール成長が、高赤方偏移原始銀河における星形成の制御に与える影響を検討する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 星形成歴データから示唆されるように、質量ブラックホールの形成は銀河形成のピークに先行しているのか？
• RQ2 クェーサーのような核およびそのエネルギーの高い噴流は、どの程度原始銀河系における星形成を制御しているのか？
• RQ3 超大質量ブラックホールと銀河の球状成分との間の質量関係の性質は何か？
• RQ4 ブラックホール成長のタイミングは、銀河形成モデルにどのような制約を課えるか？
• RQ5 観測されたブラックホール－球状成分質量相関は、フィードバック駆動の共進化によって説明可能か？

主な発見

• 星形成歴データから推定されるところ、質量ブラックホールの形成は銀河形成のピーク期に先行している可能性が高い。
• クェーサーのような核およびそのエネルギーの高い噴流は、原始銀河の星形成に顕著に影響を与え、制御フィードバック機構として機能する可能性がある。
• 中心部の超大質量ブラックホールと銀河の球状成分との間できつい質量相関関係が導出された。
• この質量関係は、ブラックホールと銀河の成長が物理的に関連している共進化的シナリオを支持している。
• 結果から、ブラックホールフィードバックが銀河構造の形成と星形成の制御において重要な役割を果たしている可能性が示唆される。
• これらの発見は、局所銀河における観測されたスケーリング関係と整合しており、初期銀河進化を理解するためのフレームワークを提供する。