IT 之家 8 月 15 日消息，南京大学官方公众号今天（8 月 15 日）今天发布博文，宣布其团队最新研究首次从观测上提供了星系中心黑洞影响冷气体含量的直接证据。

半个世纪的谜题

星系是构成宇宙的基本单位。以我们的银河系为例，星系是一个包含有数千亿颗恒星、气体和尘埃等星际介质及中心超大质量黑洞的自引力束缚系统。

图源：南京大学

星系的内部组成成分及其周围的星系周介质之间在多个空间和时间尺度上进行着复杂的相互作用，共同影响着星系的形成和演化。

天文学家一般把星系分为两类：一类是较年轻的星系，仍在活跃地产生新的恒星，称为恒星形成星系；而另一类是较年老的星系，则几乎没有新的恒星形成，称为被动演化星系。

经过近半个世纪的发展，当前中心黑洞对宿主星系具有重要的反馈作用已成为主流星系形成演化理论模型的共同结论。然而，观测上黑洞是否影响以及如何影响星系的形成演化一直缺乏明确的证据。

科研团队介绍

南京大学王涛教授为论文的第一作者和通讯作者，南京大学两位研究生许可和吴雨瑄同学为论文作出重要贡献，南京大学的施勇教授、顾秋生教授、张智昱教授、王倚君副研究员，及法国原子能研究所、北京大学、上海师范大学、天津师范大学、复旦大学相关科研人员参与了本工作。

本工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发项目、载人航天项目等的支持。

科研成果

2009 年，王涛到美国哈佛 - 史密松森天体物理中心深造。从那时起，他就致力于研究星系如何 " 从生到死 " 的问题。

王涛教授与合作者创新性地从探索近邻星系的黑洞质量与星系中原子氢气体的含量之间的关系入手，首次揭示了星系中心黑洞的质量是调制星系中原子氢气体含量的最关键的物理量：中心黑洞质量越高的星系其原子氢气体含量越低。

原子氢气体是星系冷气体的主要组成部分，而冷气体又是星系中恒星形成的原料，因此这一发现对星系中心黑洞是否影响和如何影响星系中的冷气体含量及恒星形成提供了重要的观测证据。

王涛解释说：

如果黑洞吸积并‘推出’冷气体，短时间内会出现冷气体含量迅速下降的过程。

此前的研究显示，即使是那些最活跃黑洞的宿主星系，也没有这一过程。这表明很可能是第二种方式占主导作用。

而星系中原子氢气体是热气体冷却的直接产物，因此我们把目光转到原子氢气体和黑洞的联系上。

该工作也同时揭示了不同类型的星系遵循同样的冷气体含量 - 黑洞质量关系（图 1），这意味着冷气体含量 - 黑洞质量关系为研究星系形成演化，尤其是研究星系在不同类型间的转化机制，提供了全新的、可能更为基础的框架。

星系中冷气体含量与中心黑洞质量的关系示意图。中心黑洞质量越大的星系其冷气体含量越低、成为被动演化星系的可能性也越高。意义

该结果对中心黑洞对宿主星系具体的反馈机制也作出了重要限制。因为原子氢气体是星系周气体冷却形成的初级产物，该发现意味着通过中心黑洞在其成长过程中释放的能量来调节星系周气体的冷却效率很可能是中心黑洞影响宿主星系形成演化的主要方式。

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