星系之间的相互作用与并合过程在触发星系恒星形成与 AGN 活动中有十分重要的作用。在星系相互作用阶段,各种理论模型与数值模拟都预期 AGN 会驱动星系尺度的外流。而在不同红移的星系中都明确探测到了各种尺度上的多相 AGN外流。通常,AGN 的活动是间歇性的,由吸积盘物理和大尺度上的气体供应所调节。星系周围的介质有时会遗留过往 AGN 活动的痕迹,这能帮助人们更好地理解这些 AGN 在过去的活动以及这些活动对星系本身的影响。

图1:10×10 合并且平滑过的[O III]λ5007流量图,叠加对应的等流量线。星系核心位于红星标记处。
厦门大学天文系王俊峰教授团队的研究生许啸宇,利用CFHT/SITELLE的一手观测数据(通过TAP项目获得),对近邻的一个星系NGC 5195(也叫M51b)进行空间分辨的大尺度电离气体研究。NGC 5195是著名星系对M51的成员,其与NGC 5194之间存在十分显著的引力相互作用。在这项工作中,研究团队首次在NGC 5195的北边发现了延展达~10 kpc的电离气体结构(图1中的区域A和B)。

图2:BPT空间分布图。橙色:AGN光致电离;红色:LINER;灰色:混合区;蓝色:HII区。
NGC 5195目前星系中心的AGN活动性非常低,而发射线诊断图(BPT)的结果显示该大尺度电离气体结构主要与AGN光致电离有关(图2),因此研究团队认为该结构应与过去的AGN活动有关:可能是来自于过去的AGN外流,也可能是被过去的AGN电离的潮汐剥离物质。无论是哪一种起源,都表明NGC 5195在过去存在剧烈的AGN活动。研究团队的结果显示NGC 5195是距离我们最近的存在大尺度延展电离气体结构的星系之一,未来可以作为研究过去AGN活动与星系相互作用等相关问题的理想目标。
该工作已被国际权威天体物理学期刊ApJ接收。研究得到了国家自然科学基金和中国空间站项目基金的支持。论文第一作者为厦门大学天文学系博士研究生许啸宇,通讯作者为王俊峰教授。论文链接:https://arxiv.org/pdf/2212.08305