詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)具有出色的灵敏度以及空间和光谱分辨率，为促进我们对星系演化过程的理解提供了前所未有的机会。
获得博士学位的张露露博士利用最近可用的一组JWST观测数据，利用中红外仪器(MIRI)上的中分辨率摄谱仪(MRS)进行了观测。今年7月，我在北京大学科维理天文与天体物理研究所的LuisC.Ho教授的指导下获得了北京大学博士学位，确定了AGN反馈是否以及如何影响经过充分研究的附近发光红外的核周恒星形成星系NGC7469，也拥有强大的1型活动星系核(AGN)。
该研究发表在《天体物理学杂志快报》上。
掌握不同环境下恒星形成的本质是理解星系形成和演化的基础。破译不同类型星系及其演化不同阶段的恒星形成活动需要考虑其生命周期的多个方面。最近特别令人感兴趣的是活动星系核反馈在影响星系恒星形成特性中所发挥的潜在作用。
尽管活动星系核反馈已被纳入许多最先进的星系演化宇宙学模拟中，但关于这种机制是否有效调节星系中的气体含量和恒星形成活动的争论仍然存在。如果是这样，哪种模式有效?AGN反馈可以是负反馈，即从星系中排出气体并降低其形成恒星的能力或效率，也可以是正反馈，即通过流出的气体压缩促进恒星形成。
(超)发光红外星系，简称(U)LIRG，为测试AGN反馈范式提供了理想的实验室。在富含气体的重大合并之后，(U)LIRG的能量主要来自星暴活动，同时也来自被尘埃笼罩的活动星系核。在合并驱动的演化场景中，气体汇集到合并残余物的中心，为中心星暴和模糊的黑洞生长提供燃料，直到能量反馈清除足够的气体和尘埃，揭示光学可见的类星体，并最终形成静止的椭圆星系。
鉴于(U)LIRG复杂的内部子结构和严重的灭绝，红外观测，特别是在空间分辨率下，提供了诊断这些复杂环境的物理性质的最佳机会，从而揭示活动星系核活动的反馈效应。
张和何发现NGC7469内部∼1.5kpc×1.3kpc区域内的恒星形成率分布显示出一个中心峰，仅占映射区域捕获的总恒星形成率的~1%，并且具有不均匀的环状结构有几个热点主要集中在东北和西南方向(图1)，让人想起之前无线电和中红外观测中看到的形态。
H2气体的分布大致遵循恒星形成率图，而沿核环的分子气体团块在空间上与恒星形成热点并不重合。有趣的是，分子气体向核区(中心～1′′内)堆积，这与恒星形成率的分布相反，恒星形成率在环上的热点区域最为突出。
图2：NGC7469中心区域内(a)SFE和(b)ToomreQ参数的分布。图片来源：北京大学
气体和年轻恒星之间的不匹配在恒星形成效率的分布中最为明显，SFE=SFR/MH2，它在核位置以及ΔY=-0.3in处的间隙中呈现最小值。环的东部部分(图2a)，而气体最有效转化为恒星的位置出现在环核环上的两个集中区域。
有效恒星形成的两个地点大约与二氧化碳排放中可见的两个螺旋气体臂的末端重合。NGC7469的整个核周区域目前正在旺盛地形成恒星，其效率足以使其成为星暴。沿环的平均气体耗尽时间为tdep≡SFE−1≈30Myr，热点区域的值低至∼13Myr。即使是核心和东部间隙区域的气体耗尽时间也为~45Myr，这仍然明显短于恒星形成主序星系的气体耗尽时间(tdep=2.35Gyr)。
此外，图2b表明，除了核东南部的几个像素(大致对应于(ΔX,ΔY)=(0.3,-0.3)处的核最小SFE区域外，ToomreQ参数的值小于NGC7469中心区域的大部分区域都小于1，这与其星暴性质一致。
NGC7469中心区域获得的暖分子气体激发温度的幂律指数n的分布(图3a)与当地红外亮Seyfert星系和ULIRG的值非常吻合，而n的值在平均比附近恒星形成星系和低光度活动星系核的平均值更小(表明热气体比例更高)。
最值得注意的是，NGC7469核周区域的n值逐渐但系统地向核方向下降，表明分子气体温度集中上升。这些结果表明，活性核驱动了中心区域气体加热的某种机制，这可能是中心区域SFE相对较低的原因。
来自中心区域的[NeIII]的较高电离发射线表现出显着的蓝移和红移运动，以及大速度色散，表明双极亚kpc电离流出(图3b)，这可能有助于降低核。
尽管NGC7469的高度吸积超大质量黑洞具有可观测的表现，但AGN反馈总体上对冷核周介质或其形成恒星的能力的影响可以忽略不计。星系的核环仍保持健康的星暴状态，甚至核区域本身也能以极高的效率形成恒星。