綠星系光譜研究取得進展

　　近日，由中國科學院上海天文臺研究員鄭振亞帶領的早期宇宙與高紅移星系團組牽頭，聯合中國科學院大學、中國科學技術大學、美國宇航局戈達德太空飛行中心、加拿大曼尼托巴大學等國內外研究單位，基于目前最大的綠豌豆（Green Pea，GP）星系光譜搜尋樣本，在近1550例綠豌豆星系中發現了5例具有雙峰窄線的特殊星系，進一步分析表明這類特殊天體可能起源于活動星系核（Active Galactic Nuclei，AGN）的合并。這一成果有望揭示綠豌豆星系這一類特殊星系中的大質量星系和超大質量黑洞的聯合演化特征。7月19日，相關研究成果發表在《皇家天文學會月刊》（MNRAS）上。

　　綠豌豆星系，因呈現為綠色、致密的光學形態而得名，具有極強的發射線，特別是電離氧[OIII]發射線。綠豌豆星系通常是質量較小、貧金屬豐度、恒星形成活動活躍的低紅移星系，被認為是早期星系在近鄰宇宙中的對應體。部分綠豌豆星系中顯示出活動星系核的活動跡象，體現了核區超大質量黑洞活動的特征。因此，系統地搜尋研究綠豌豆星系，能夠幫助天文學家更深入地探討早期星系的形成與演化。同時，研究綠豌豆星系的AGN樣本為開展早期超大質量黑洞與寄主星系的聯合演化的研究帶來啟示。

　　聯合研究團隊，基于郭守敬望遠鏡（LAMOST）河外巡天項目的綠豌豆星系樣本，對LAMOST光譜發射線輪廓進行了分析（如圖）。LAMOST河外巡天項目的綠豌豆星系樣本是目前最大的豌豆星系光譜搜尋樣本，囊括近1550例豌豆星系光譜，比此前的斯隆數字巡天（SDSS）光譜證認的豌豆星系樣本數目提升了一倍以上。研究發現，在近1550例豌豆星系光譜中，僅有5例具有明顯雙峰窄線的綠豌豆星系，根據X射線、中紅外、射電等多波段測光和光譜數據，利用能譜擬合和光學譜線診斷的方法高度可信地認證了該樣本中的AGN活動。結合發射線輪廓以及光學形態，研究表明，這些星系的雙峰輪廓的物理來源更可能是雙AGN合并而不是外流或氣體盤。

　　上海天文臺博士研究生林如秋表示，這五例綠豌豆星系的雙峰發射線的成分非常窄，形態致密無法分辨盤結構而且沒有明顯傾斜角度，因此雙峰源于外流或者氣體盤的可能性低。鄭振亞表示，這5例綠豌豆星系比一般2型AGN中的雙峰發射線星系有更強的[OIII]的等值寬度（等值寬度定義為線強與連續譜的比值），而導致這個現象的原因可能與早期宇宙中星系并合相關，即將進行的LAMOST綠豌豆星系新一期巡天項目將有望為我們提供更多此類特殊星系樣本，進一步揭示大質量星系和超大質量黑洞的聯合演化情況。