AGN 反馈
星系中心的黑洞,与星系相比微不足道,所以你或许会以为它是个被动的住客,与它庞大的宿主毫不相干。然而当它作为 AGN 被点亮时,它倾泻出的能量之大,足以重塑它周围的整个星系——加热气体、吹起风、并夺走星系造新恒星所需的冷气体。中央引擎对其宿主的这种反向推挤,就是 AGN 反馈。
反馈通过两大渠道运作。在“辐射”(或类星体)模式下,一个猛烈进食的黑洞射出的刺眼光与高速风,会扫起并加热周围的气体,甚至能把它直接驱出星系。在“动能”(或射电/喷流)模式下,相对论性喷流在星系或星系团的热气体中吹胀出巨大的气泡,持续地把它重新加热,使它无法冷却、凝聚成恒星。无论哪种方式,AGN 都注入了与气体引力坍缩相对抗的能量,从而扼制恒星形成。关键的是,它还能掐断黑洞自身的燃料供应,调节自己的生长。
AGN 反馈如今被认为是理解星系不可或缺的一环。没有它,计算机模型会预言最大的星系应当不断吞噬冷气体、形成远比我们实际观测到的多得多的恒星——反馈正是把它们熄灭的“恒温器”,让巨型椭圆星系“又红又死”。它也是 M-σ 关系的首选解释,把黑洞与星系的生长绑在一起。诚实的告诫是:反馈很重要这一点已被广泛接受,但能量究竟如何耦合进气体、每种模式各贡献多少,仍是活跃的研究领域。
在英仙座星系团的中心,中央星系黑洞射出的喷流,在炽热的 X 射线气体中打出了巨大的气泡,甚至送出了被记录到的最低“音符”所对应的压力波——一个比中央 C 低约 57 个八度的降 B 音。这份能量让星系团的气体一直热到无法形成多少新恒星。
中央引擎的反向推挤——加热气体、关停恒星形成。
AGN 反馈既能熄灭恒星形成,在某些地方也能触发它,而它确切的运作机制尚未完全确定。稳固的结论是:若没有某种形式的 AGN 反馈,模拟就会造出远比真实宇宙多得多的、过度膨胀且仍在造星的巨型星系。