低光度活动星系核的燃料供给机制

活动星系核的燃料供给是研究黑洞质量增长和星系演化的重要渠道之一。为了到达黑洞可以吸积的尺度，星系在kpc尺度上的气体必须卸掉99.99%的角动量。这一过程是由什么机制实现的？这是一个长期没有解决的难题，对低光度活动星系核尤其如此。本项目计划从两个方面探讨这一难题。首先，我们将对一个有着统一光谱和形态分类的大样本做统计分析，寻找形态和光谱特征的关联，系统地研究棒的存在对星系中心活动性的影响。其次，我们将对近地活动星系核做Integral Field Unit (IFU)二维光谱观测。通过结合他们多波段光谱和图像数据，研究气体和恒星从几个kpc到核区范围内物理特性及运动状态的二维分布。这项研究从样本数量上，观测覆盖区域，光谱波长范围，以及光谱分辨率上和以前的研究相比都有很大的提高，对理解AGN的燃料供给具有重大的意义。

星系中心的超大质量黑洞的增长主要是由星系在活动星系核阶段吸积物质实现的，因此，理解活动星系核的燃料供给机制对理解星系及其中心超大质量黑洞的演化具有重要的意义。但目前的观测设备还没有能力直接探测活动星系核的燃料供给问题，因此本课题试图从两个方面来探索这一课题。第一个方面着重于大样本AGN光谱和形态的统计学研究。我们利用斯隆数字巡天，从活动星系核的大尺度宇宙环境，到星系对的统计，到寄主星系的倾角统计和形态统计，做了一系列的工作。完成了两篇文章，另有两篇文章即将投稿。这些工作综合起来告诉我们，低光度活动星系核的燃料供给是种本地行为，和环境关系不大，而寄主星系的倾角和形态（如棒等结构）却对活动星系核的燃料供给有少量但可探测到的影响。第二个方面则利用活动星系核的二维光谱（特别是VENGA巡天）数据着重探索星系尺度上物质是如何被转移到核区附近。在这方面工作中，我们深入参与了VENGA巡天的数据处理软件的发展，并和国际合作者一起完成了三篇文章。另外，我指导学生对一个无核球的活动星系核对气体和恒星从几个kpc到核区范围内的物理特性二维分布做了详细分析。我们在距核心100pc-200pc处发现了一个高电离态的气体环，我们分析这一环结构很可能是气体在被星系中棒或旋臂等轴对称结构传输掉落至中心过程中引发的激波激发导致的，这对理解活动星系核的燃料供给机制有重要作用。相关文章即将在今年上半年投稿。从这项研究出发，我们一直致力推动在中国丽江2.4米望远镜上配置一个更大视场的积分视场光谱仪（IFU），并已于近期获得了资助。这将是我国第一台积分视场光谱仪，将为我国开辟二维光谱研究的新领域。这是本项目自然的延伸和拓展，在本项目中积累的软硬件经验以及相关科学的思考和练习都将在将来的一系列IFU项目中发挥举足轻重的作用。与此同时，我们还于2013年3月组织了以二维光谱为主题的大型国际会议，并获得了与会专家的一致好评。