超大規模：大型多重活躍星系核目錄（Big MAC），數據發布 1：來源目錄

核心概念

本文介紹了首個關於多重活躍星系核（AGN）的完整目錄「大型多重活躍星系核目錄」（Big MAC），該目錄基於文獻整理而成，涵蓋了從 1970 年到 2020 年間所有已知（已確認和候選）的多重 AGN 系統，為多重 AGN 的後續研究提供了寶貴資源。

摘要

書目資訊

Pfeifle, R. W., Weaver, K. A., Secrest, N. J., Rothberg, B., & Patton, D. R. (2024). Super-Size Me: The Big Multi-AGN Catalog (The Big MAC), Data Release 1: The Source Catalog. arXiv preprint arXiv:2411.12799v1.

研究目標

本研究旨在創建一個完整的多重 AGN 系統目錄，以促進對星系合併和超大質量黑洞（SMBH）增長的理解。

方法

研究人員通過整理 1970 年至 2020 年間發表的約 600 篇文獻，編制了「大型多重活躍星系核目錄」（Big MAC）。該目錄包含了所有已確認和候選的多重 AGN 系統，涵蓋了雙重 AGN、雙星 AGN、反衝 AGN 和 N 重 AGN 系統。

主要發現

• Big MAC 是首個涵蓋所有選擇方法、紅移和星系質量比的多重 AGN 系統目錄。
• 目錄中包含了大量雙重 AGN 候選者，其分離距離從 ∼0.03 到 110 kpc 不等。
• 研究發現，文獻中使用的多重 AGN 選擇和確認方法存在很大差異。

主要結論

Big MAC 為多重 AGN 的後續研究提供了寶貴資源，並強調了採用多樣化、多波段選擇方法的重要性，以全面了解多重 AGN 現象。

意義

這項研究為研究多重 AGN 現象提供了重要的數據基礎，有助於解答關於 AGN 和星系合併的重要性的長期未解之謎。

局限性和未來研究

• Big MAC 目前僅包含截至 2020 年發表的文獻，未來將納入更多最新數據。
• 未來需要對目錄中的候選系統進行更深入的觀測和分析，以確認其多重 AGN 性質。

統計資料

95% 的 Illustris-TNG100 相互作用星系對在經歷近距離接觸（≤10 kpc）後，其三維距離小於 114.2 kpc，投影距離小於 92.3 kpc。
在該模擬星系對樣本中，速度差 ∆v < 300、400、500 km s−1 的限制分別排除了 9.2%、4.5%、2.7% 的樣本。
95% 的星系對具有 ∆v < 400 km s−1 和 rp < 205.2 kpc，95% 具有 ∆v < 500 km s−1 和 rp < 126.9 kpc，95% 具有 ∆v < 600 km s−1 和 rp < 109.1 kpc。

引述

從以下內容提煉的關鍵洞見

Super-Size Me: The Big Multi-AGN Catalog (The Big MAC), Data Release 1: The Source Catalog

by Ryan W. Pfei... 於 arxiv.org 11-21-2024

https://arxiv.org/pdf/2411.12799.pdf

深入探究

未來的天文觀測，例如利用平方公里陣列望遠鏡（SKA），將如何改進我們對多重 AGN 的理解？

平方公里陣列望遠鏡（SKA）作為未來最强大的射電望遠鏡，將為多重 AGN 的研究帶來革命性的進展：

**更高的靈敏度：**SKA 無與倫比的靈敏度將能夠探測到比現有望遠鏡微弱得多的 AGN，包括那些被宿主星系中的塵埃和氣體 obscuring 的 AGN。這將有助於我們更完整地統計多重 AGN 的數量和分布，從而更準確地限制星系合併與 AGN 活動之間的關係。
**更高的分辨率：**SKA 將擁有極高的角分辨率，能夠分辨出相距僅數個 parsec 的多重 AGN。這對於研究處於合併晚期的雙重 AGN 和處於 gravitationally-bound 狀態的雙星 AGN 至關重要，可以幫助我們了解雙星 AGN 的演化、軌道衰減和最終合併的過程。
**更廣的觀測頻段：**SKA 將覆蓋從數百 MHz 到數十 GHz 的廣闊頻段，能夠對多重 AGN 的射電噴流、吸積盤和周圍環境進行多波段觀測。這將有助於我們更全面地了解多重 AGN 的物理性質，例如吸積率、噴流功率和反饋機制。
總之，SKA 將通過提供更高靈敏度、更高分辨率和更廣觀測頻段的觀測數據，極大地改進我們對多重 AGN 的理解，幫助我們解答關於星系演化和超大質量黑洞增長的關鍵問題。

是否有證據表明多重 AGN 活動對宿主星系的演化產生負面影響？

雖然多重 AGN 活動通常被認為是星系演化的重要驅動力，但確實存在一些證據表明它可能對宿主星系產生負面影響：

**抑制恆星形成：**多重 AGN 產生的強大能量反饋，例如電離輻射、射電噴流和星系風，可能會加熱和驅散宿主星系中的冷氣體，從而抑制恆星形成。一些研究表明，與單一 AGN 的宿主星系相比，多重 AGN 的宿主星系中的恆星形成率較低。
**改變星系形態：**多重 AGN 的引力相互作用和能量反饋可能會擾亂宿主星系的形態，例如破壞星系盤、觸發星系棒的形成或加速星系核球的增長。這些過程可能會導致星系偏離正常的演化軌跡。
然而，目前關於多重 AGN 對宿主星系負面影響的證據還不夠充分，需要更多觀測和模擬來進一步研究。

如果我們能夠觀測到早期宇宙中多重 AGN 的合併過程，我們可以從中学到什麼？

觀測到早期宇宙中多重 AGN 的合併過程將是一個重大的科學突破，可以幫助我們解答許多關於宇宙演化的基本問題：

**超大質量黑洞的形成和增長：**通過觀測早期宇宙中多重 AGN 的合併，我們可以了解超大質量黑洞是如何在宇宙早期形成和快速增長的。這將有助於我們驗證現有的黑洞增長模型，並探索新的增長機制。
**星系合併的歷史：**早期宇宙中的星系合併比現在更為頻繁，觀測多重 AGN 的合併可以幫助我們追溯星系合併的歷史，了解星系是如何通過合併逐漸演化成今天我們所見的形態。
**引力波天文學：**多重 AGN 的合併會產生強烈的引力波信號，觀測這些信號可以幫助我們驗證愛因斯坦的廣義相對論，並探索宇宙的極端引力環境。
總之，觀測早期宇宙中多重 AGN 的合併過程將為我們提供一個獨特的窗口，讓我們可以深入了解宇宙早期星系和黑洞的演化，揭示宇宙演化的奧秘。