理解星系形成是天体物理学的核心物理问题。传统上，人们认为星系中心的超大质量黑洞通过吹走或加热已经吸积到暗物质晕中的气体，来抑制星系的过度生长。然而，浙江大学物理学院岑人岳教授于8月19日发表在PNAS杂志上的研究论文《Global preventive feedback of powerful radio jets on galaxy formation》提出了一种全新的外部预防性反馈机制。
图一：黑洞正在发射强大的FR II 类型射电喷流。
与传统的内部反馈机制不同，这项研究利用观测数据计算了超大质量黑洞产生的强大射电喷流能量（图一）对周围星系形成的影响。这些射电喷流或射电瓣为星系际气体注入了足够的磁场，随后通过磁压力来减缓或防止星系际气体被吸积到周围其他暗物质晕中。
结果表明，在红移低于2时，质量低于1兆太阳质量的暗物质晕对星系际气体的吸积显著地受到源自于超大质量星系的射电喷流产生的星系际磁场阻碍（图二）。作者写道，这种新效应可以帮助解释红移低于2星系中恒星形成的迅速下降和星系光度函数在红移低于2左右突然变平的现象。
因为超大质量星系射电喷流产生的星系际磁场在原星系团中最强，和原星系团磁场强度进行关联可以证实该反馈机制的实际物理过程。目前星系团和星系群周围磁场以及温热星系际介质磁场的观测与这一理论的预测一致。
作者认为，这种预防性反馈是当前大规模宇宙学模拟缺少的一大机制，为下一代宇宙学模型减少过多数量的自由参数以更能获得物理洞察力的愿景提供物理支柱。
浙江大学物理学院岑人岳教授为唯一作者。
论文DOI: 10.1073/pnas.2402435121.
