活动星系核的大尺度环境

The tight correlations between supermassive black holes and their host galaxies strongly suggest that they likely grow and coevolve together. Under the paradigm of lambda-CDM model, galaxies form in the dark matter halos and grow in companion with hierarchical merger of halos. So the properties of galaxies are closely connected with large-scale environments, consistent with the observational facts. The black holes manifest themselves as active galactic nucleus (AGNs) when they are accreting materials. The unified model of AGNs claims that the various types can be simply attributed to the orientation effect. However, more and more emerging observations show that AGN behaviours are also dependent with their environments. Our recent work suggests that the halo-scale environments of low-redshift type 1 and type 2 AGNs are significantly different. In combination with the halo-based group catalog, we adopt the cross-correlation function between AGN and galaxies as the main method, which are proved to be efficient and powerful. We propose to further study the large-scale environments of AGNs, including the link between AGN triggering mechanism and environment, the environmental dependence of AGN properties and the implications for some odd AGNs like radio-loud narrow-line Seyfert 1 galaxies. We will try to build the connections between the AGN activities on sub-pc scale and the large-scale (~Mpc) environment. This will offer a new perspective to understand the nature of various types of AGNs, the black hole accretion and AGN feedback as well as the coevolution of supermassive black holes and their host galaxies.

星系中心的超大质量黑洞与寄主星系的相关性强烈暗示它们可能是共同演化的。根据现在的星系形成与演化理论，星系在暗物质晕中形成，并伴随暗晕等级成团而并合长大，因此星系性质与大尺度环境密切相关。黑洞吸积气体形成活动星系核（AGN），传统的AGN统一模型将其多样性归结为视角效应，然而越来越多的观测现象表明AGN还和环境相关。我们最近的工作显示I型和II型AGN的环境在暗晕尺度上有显著不同。我们采取不同尺度AGN和星系交相关函数的手段来刻画大尺度环境，兼从暗晕出发的星系群列表等信息来交互验证，行之有效，结果清晰明确。我们将利用类似的手段继续研究AGN的触发机制，不同类型AGN对环境的依赖，特殊AGN的环境对于理解它们本质的启示等。这方面研究会有助于我们建立起亚pc尺度的AGN与大尺度（到Mpc）环境的联系，从而促使我们从新的角度理解AGN的本质以及超大质量黑洞与寄主星系共同演化等关键问题。

超大质量黑洞（SMBH）广泛存在于星系中心，当它剧烈吸积物质时就表现为活动星系核（AGN）。近二十年的观测表明SMBH与寄主星系有强烈的相关性，暗示两者是协同演化的。然而，建立相关性的物理机制一直不明确，尤其缺乏观测证据。本青年基金项目旨在通过AGN大尺度环境的研究来建立起亚pc尺度的AGN与星系际（到Mpc）环境的联系，试图为理解AGN的本质以及协同演化等关键问题提供线索。课题完成了I型和II型AGN大尺度环境的系统比较，结果显示两类AGN在暗晕尺度以内，特别是星系相互作用尺度是有显著差别的，强烈暗示两类 AGN 的差别不仅仅是视角效应完全决定的，星系相互作用也很可能起到了非常重要的作用。这是对两类AGN大尺度环境的首次严格比较，并在方法上提供了有效的新思路。..由于课题组在2016年发现了黑洞潮汐撕裂恒星事件（TDE）的红外回响信号，为探索宁静星系黑洞周围pc尺度的尘埃提供了独一无二的新方法。面临此领域激烈的国际竞争形势，课题做了一些适当调整，将后续工作重心转到黑洞小尺度星际介质环境方面，并做出了一系列有国际影响力的成果，如首次通过TDE红外回响回响测量出尘埃环几何结构（被AAS Nova报道），首次通过“变脸”AGN的红外回响成功诊断“变脸”物理机制（被Nature报道）。黑洞的不同尺度环境虽然侧重点不同，但殊途同归，都对解决黑洞吸积的触发机制、尘埃环性质、AGN分类的本质等核心问题有重大意义。..本项目在资助期间课题组成员共发表6篇第一作者论文及1篇相关的博士毕业论文。因研究重心调整而暂且搁置的AGN大尺度环境方面的其余课题，我们将会在近期继续开展，相信未来会有更多更好的成果。