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中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)天文學(xué)系王挺貴教授與劉桂琳教授團(tuán)隊(duì)特任副研究員何志成創(chuàng)建一套全新測量星系電離氣體物理性質(zhì)的方法，首次發(fā)現(xiàn)活動星系中心高速外流在百光年尺度上的加速現(xiàn)象，該尺度超出經(jīng)典的黑洞-吸積盤風(fēng)尺度100倍以上。相關(guān)成果日前在線發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。

星系中心活躍的巨型黑洞所釋放的巨大能量會有效調(diào)節(jié)星系演化，阻止星系生長得過于龐大，被稱作“活動星系核反饋”機(jī)制?；顒有窍抵行暮诙次e周邊物質(zhì)時形成旋轉(zhuǎn)的吸積盤，將大量氣體電離并吹向星際空間，形成高速外流。外流氣體將物質(zhì)和能量從星系核區(qū)攜帶至寄主星系中,是活動星系核反饋的主要形式之一。然而，人們對活動星系外流的物理屬性、起源、加速機(jī)制及其對星系演化的具體影響仍知之甚少。

外流的尺度是理解外流起源及衡量外流對星系環(huán)境影響的核心參數(shù)之一，但探測外流最重要的手段是光譜吸收線，外流尺度只能間接推算，模型依賴性強(qiáng)，且結(jié)果不夠可靠。學(xué)界普遍通過對密度敏感的離子激發(fā)態(tài)吸收線來推算，但由于技術(shù)復(fù)雜、結(jié)果不確定，對寬吸收線高速外流的研究一直進(jìn)展緩慢。

歷經(jīng)數(shù)年，何志成開發(fā)出一種同時利用響應(yīng)函數(shù)的幅度和相位信息的新方法，成功獲得類星體外流的運(yùn)動學(xué)信息，首次發(fā)現(xiàn)高速外流在百光年尺度上的加速現(xiàn)象，該尺度超出經(jīng)典的黑洞-吸積盤風(fēng)尺度100倍以上。這意味著類星體寬吸收線可能確實(shí)并非由黑洞吸積盤風(fēng)主導(dǎo)，或至少說明黑洞吸積盤風(fēng)并不是高速寬吸收線外流機(jī)制的唯一選項(xiàng)。

這些高速外流起源何方?加速機(jī)制是什么?何志成等人猜想，星際塵埃極有可能在外流加速過程中扮演重要角色。他們發(fā)現(xiàn)，在黑洞吸積盤輻射與塵埃的相互作用模型中，加速外流氣體所需的塵埃含量與觀測上的塵埃消光在一個標(biāo)準(zhǔn)差內(nèi)完全一致。通過數(shù)據(jù)分析推算出外流的起源尺度，發(fā)現(xiàn)該尺度超過塵埃的升華半徑，與塵埃環(huán)的尺度相吻合，有力支持類星體高速寬吸收線外流的塵埃環(huán)起源。該發(fā)現(xiàn)表明，塵埃在吸積盤輻射與星際介質(zhì)之間的耦合方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，使得外流對寄主星系中的恒星形成活動產(chǎn)生顯著影響。(作者：桂運(yùn)安 王敏)