此研究利用高分辨率数值模拟探索了具有两个独立旋转棒结构（双棒）的星系内的气体流动模式，由上海师范大学的李智（第一作者）和厦门大学的杜敏（通讯作者）副教授等人合作完成。研究成果已在国际知名学术期刊《天体物理学报》上发表。

该项目进行过程中，杜敏副教授取得了一系列的研究成果，首次阐述双棒驱动下的星系与中心超大质量黑洞的协同演化图景。研究表明，单一棒结构驱动的气体内流通常在星暴核环中停滞，阻止了超大质量黑洞的质量增长。而在双棒星系中，由于存在内棒，气体能够进一步损失角动量，从而流入星系中心，有助于超大质量黑洞的质量增长。进一步地，当星系中心超大质量黑洞变得足够重时，内棒会被超大质量黑洞的引力势破坏，从而阻塞气体内流，因此，黑洞的质量增长是自我限制的。另外，被破坏后内棒的残余能够形成经典核球。此图景中，内棒促进核环到中心的气体流入是上述情景中的一个重要假设。长期以来一直有这种推测，但研究结果仍然存在诸多争议。

此最新研究成果中，作者使用国际上最优秀的多体+流体数值模拟程序之一，验证了内棒可以驱动气体向星系中心流动。研究发现，在内棒驱动下的气体内流是周期性的，此周期与两个棒结构的夹角相关。当两个棒相互垂直时，气体内流更为强烈，这可能是由于此时内棒能够产生更强的激波。在双棒模型中，中心气体流入速率的时间平均值约是单一棒结构模型的三倍。与单一棒结构和非棒结构的模型相比，双棒模型具有最高的星系中心区恒星形成率和黑洞吸积率。这些发现对理解星系内部的气体流动模式以及星系中心区的演化具有重要意义。此研究为深入探索星系内部复杂的物理过程提供了有力支持，也为未来的星系演化研究提供了新的思路和方向。这些发现有望进一步推动我们对星系结构和演化的认识，为解开宇宙中星系形成和演化之谜提供更深入的理论和观测基础。

图1. 双棒星系中，模拟两个棒不同夹角情况下，气体由星系外区向中心超大质量黑洞的流动过程。上图为双棒星系的恒星面密度分布，下图为对应时刻气体的面密度分布。