[论文解读] Quasars and Galaxy Formation

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

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用 5

一句话总结

本文提出，大质量黑洞的形成早于星系的峰值形成期，类类星体的核与能量喷流显著影响原星系的恒星形成。该研究推导出超大质量黑洞质量与星系扁球状成分之间的紧密关联，支持星系形成情景中的共同演化模型。

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.

研究动机与目标

• 探究超大质量黑洞形成与星系形成峰值之间的时间关系与因果关系。
• 研究类类星体核及其能量喷流对原星系系统中恒星形成的影响。
• 建立星系中心黑洞质量与星系扁球状成分质量之间的物理关系。
• 评估该质量关系对更广泛星系形成模型的影响。
• 探讨黑洞增长是否先于或与星系组装的主要阶段同时发生。

提出的方法

• 分析明亮星系的恒星形成历史观测约束，以推断星系形成峰值的时期。
• 利用理论建模探讨类类星体核的反馈机制，特别是能量喷流。
• 推导星系中心超大质量黑洞与星系扁球状成分质量之间的质量关联。
• 应用黑洞与扁球状成分质量的实证数据，检验与共同演化情景的一致性。
• 将推导出的质量关系与星系形成理论中的现有观测结果和理论预期进行比较。
• 考虑早期黑洞增长对高红移原星系中恒星形成调节的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 根据恒星形成历史数据，大质量黑洞的形成是否早于星系形成的峰值时期？
• RQ2 类类星体核及其能量喷流在多大程度上调节原星系系统中的恒星形成？
• RQ3 超大质量黑洞与星系扁球状成分之间的质量关系的本质是什么？
• RQ4 黑洞增长的时间如何约束星系形成模型？
• RQ5 观测到的黑洞-扁球状质量关联是否可由反馈驱动的共同演化解释？

主要发现

• 根据恒星形成历史数据推断，大质量黑洞的形成可能早于星系形成的峰值时期。
• 类类星体核及其能量喷流可深刻影响原星系的恒星形成，作为调节性反馈机制发挥作用。
• 推导出星系中心超大质量黑洞与星系扁球状成分之间存在紧密的质量关联。
• 该质量关系支持黑洞与星系生长在物理上相互关联的共同演化情景。
• 结果表明，黑洞反馈可能在塑造星系结构和调节恒星形成中发挥关键作用。
• 研究结果与本地星系中观测到的标度关系一致，并为理解早期星系演化提供了框架。