活动星系核宿主星系中的红外辐射性质研究

How the Active Galactic Nuclei (AGNs) affect the content of interstellar medium of host galaxies, thereby regulating the star formation rate (SFR) and star formation Efficiency (SFE) are crucial questions in understanding the comprehensive evolution of galaxies. The accurate measurements of SFR in AGN environment is, however, extremely difficult because of the UV and optical contamination from accreting disk of super-massive black hole. The Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) show rich emission features in mid-infrared 3-15 micron, a close correlation have been detected between PAHs and star formation both in local and external galaxies, thus it serves as a potential tracer for SFR. Unlike the pure starburst galaxies, the PAH emissions in AGN environment are found behave differently and it has been argued that the PAH molecules in the host are affected or even excited by AGNs and they would be no longer valid SFR tracer. To circumvent these conflicts, we propose to conduct the theoretical study over PAH emission in the vicinity of AGNs, calculating the emission spectra and carrying quantitive analysis via combining the observed spectra. The SFR calibration will be provided in next step upon the best template that can mimic the observation, establishing the fundamental base for investigating the coevolution of super-massive black hole and host galaxies.

活动星系核如何影响宿主星系中的星际物质含量、调制恒星形成率及其效率是完整理解星系演化的关键问题。由于受中心活动星系核紫外、光学波段的辐射影响，宿主星系中恒星形成率的测量非常困难。多环芳香烃(PAH)在中红外3-15微米有非常丰富的辐射特征，观测表明PAH辐射与恒星形成过程有密切的关系，是很好的恒星形成率示踪体。然而，在活动星系核的宿主星系中PAH的辐射与纯恒星形成星系很不相同。人们对活动星系是否影响以及激发PAH辐射、PAH是否仍是恒星形成率示踪体存在很大争议。针对这些分歧，本课题将深入进行理论分析，计算PAH在活动星系核环境中的辐射光谱，并且结合红外观测光谱对活动星系核宿主星系中的PAH 性质进行定量研究。在此基础上我们将详细定标PAH与恒星形成率的关系，进而为研究黑洞与 宿主星系的协同演化关系做好铺垫。

活动星系核如何影响宿主星系中的星际物质含量、进而调制其恒星形成率及恒星形成效率是完整理解星系演化的关键问题。多环芳香烃(PAH)在红外波段有 丰富的辐射光谱特征(3-15微米)，近邻以及高红移观测表明 PAH 辐射与恒星形成过程有密切的关系，是很好的恒星形成率示踪体。然而，观测显示在活动星系核的宿主星系中 PAH 的辐射与纯恒星形成星系很不相同，因而其 PAH 辐射是否能正确示踪宿主星系中的恒星形成率被提出了质疑。本课题针对该问题进行了研究。首先，我们利用斯皮策太空望远镜上的中红外光谱数据，证实了PAH的辐射对与恒星形成主导的星系是非常好的示踪体。并且利用237个星系组成的大样本，我们定标了最新的用PAH辐射强度计算恒星形成率的关系。利用该关系，结合红外PAH观测光谱对活动星系核宿主星系中的恒星形成率性质进行定量研究。我们发现对光度很高的活动星系核，由PAH计算得到的恒星形成率比其他恒星形成率低估 2.5-3 倍。通过模拟计算，我们发现主要原因是明亮的活动星系核中PAH分子已经被破坏。我们正在通过理论计算定量分析活动星系核环境中的PAH尺寸分布，电离结构以及辐射光谱。