银河系、M32±1和其中心黑洞的共同演化及相关问题

星系和其中心大质量黑洞的形成演化是当代天体物理最活跃的前沿领域之一。观测表明银河系、M31和M32中心都存在大质量黑洞,但M33中心不存在大质量黑洞。相对于其它星系来说，本星系群内星系的诸如星盘、核球、星系暗物质晕和卫星系等结构的定量观测信息更加丰富。我们计划利用半解析星系形成模型，结合对第一批恒星，星系及再电离过程及双黑洞和吸积物理的细致考虑以重构银河系和M32±1等星系及其中心黑洞的共同成长演化历史，并通过有关银河系和M32±1星系等的丰富观测信息来限制整体的星系和大质量黑洞的共同演化模型。

我们在暗物质晕并合树的基础上用半解析的方法研究银河系大小的暗物质晕中的星系和黑洞的形成和演化。模型已经产生矮卫星系中恒星形成历史、化学丰度增丰历史，并与最新观测结果进行比较和对早期宇宙中的各种物理过程给出限制。我们进一步研究近邻本星系群中其它星系(M32±1)、矮卫星系和黑洞的形成和演化历史，同时探索与宇宙早期气体冷却、超新星反馈、再电离等过程、以及种子黑洞、第一批恒星和星系形成的关系，并对未来观测给出预言或指导。我们还研究了在z<~1.2的黑洞和星系特性相关的宇宙学演化。. 我们探索了双活动星系核数目稀少的可能原因。研究表明其数目与并合星系的特性、星系的并合过程和双黑洞的演化过程相关。我们的模型可以很好的产生观测到的双活动星系核频率和双核间距的分布；研究表明观测上双活动星系核的稀少支持而非抵触星系主并合触发核活动性的模型。我们还对在中等红移处可探测的双活动星系核数目给出了预言。此研究增强了对宇宙结构级联成长模型以及活动星系核的触发机制的理解。 . 我们研究了有关银河系中心黑洞附近动力学环境，超高速恒星起源等课题。研究表明大部分超高速星可能起源于银心的年青恒星盘以及其速度分布会对银心黑洞附近动力学环境和双黑洞存在性给出限制。我们探索了超高速星和银心S-stars作为银心黑洞潮汐撕裂双星的产物的可能性并作出有关它们分布的预言。. 我们研究了类星体在视线方向和横向的近邻效应。研究表明其与类星体的寿命、近邻的高密环境和尘埃环结构有关；研究所给出的类星体的寿命长于10Myr，澄清了前人研究中得出类星体寿命过小的困惑；研究展示了共同探测一型和二型类星体近邻效应的意义。. 双黑洞轨道面方向可能直接影响后期双黑洞并合过程产生的引力波反冲的大小。我们研究了大质量双黑洞在三轴星系中角动量演化过程。我们发现可达双黑洞近邻的恒星的角动量分布在非球对称星系势场中可能是各向异性的。我们发现在轴对称星系势场中，硬双黑洞的轨道面方向会由于其与恒星的散射作用而向势场的短轴方向靠近并对齐；我们还探讨了三轴势场对有旋转系统中双黑洞轨道面方向演化的影响。