大质量星系的中心普遍存在超大质量黑洞，当黑洞吸积周围物质而处于活跃状态时，将形成活动星系核。当黑洞具有高自旋时，吸积过程可能伴有相对论性喷流产生，并在射电波段产生大量辐射，观测上表现为射电噪活动星系核。然而，长达几十年的观测发现，射电噪活动星系核似乎只存在于椭圆星系中，而没有在盘状星系中被观测到。主流理论认为，黑洞自旋的形成依赖于星系的合并。因此，盘状星系由于未经历过星系主合并，其黑洞自旋较小，无法产生喷流，因而难以形成射电噪活动星系核。
吴梓豪等人利用哈勃望远镜高分辨率观测图像，认证发现了一批含射电噪活动星系核的盘状星系。研究人员进一步测量和研究了这些星系和黑洞的质量分布，发现它们的质量远超过盘状星系的典型质量，却与射电椭圆星系的质量相当。这一结果表明，活动星系核喷流的形成条件与黑洞的质量密切相关。同时，对星系核球和结构的测量表明，这些星系大多数没有经历过星系主合并，这表明黑洞自旋的形成不一定依赖于星系合并。因此，吴梓豪等人提出，黑洞质量是活动星系核喷流形成的更关键因素。盘状星系的黑洞质量较小，这是它们很少具有射电噪活动星系核的主要原因。这一理论很好地解释了射电噪活动星系核在星系间分布差异的现象，并对之前的自旋分布假说提出了严峻的挑战。
左图：经典射电星系Hercules A，其宿主星系为巨椭圆星系；右图：本工作发现的特殊射电星系，其宿主星系为盘状星系。右图显示了哈勃望远镜 F475W 波段星系图像与 FIRST 1.4 GHz 波段的射电喷流轮廓，图右下角带阴影的椭圆表示射电望远镜的波束大小。
该工作还发现活动星系核喷流的方向与星系盘的方向并不一定相关。而由于活动星系核喷流方向与其中心黑洞自旋方向一致，这一结果表明，星系中心黑洞自旋方向与星系大尺度运动角动量方向不一定相关。这一发现提供了重要的观测证据，有助于我们更深入地理解黑洞吸积过程与星系内部角动量传输机制。此外，该研究还对这些星系在多波段观测中的数据进行了分析，结果显示这些星系恒星形成率极低，这对于揭示活动星系核及其喷流与星系相互作用的机制具有重要的意义。相关工作入选中国空间站望远镜2022/23科学年会的亮点成果。
黑洞喷流能量与黑洞质量关系。图中上横轴为星系恒星质量，下横轴为黑洞质量，左纵轴为喷流的辐射强度，右纵轴为喷流的能量强度。实心圆点表示本工作新认证的含射电噪活动星系核的盘状星系，空心圆圈表示过去认证的射电椭圆星系，星状标记表示迄今发现的其他射电盘状星系。虚线由上到下表示喷流能量为爱丁顿光度 1、0.1 和 0.005时的关系。
吴梓豪同学中学毕业于重庆市第一中学，2019级天文学专业本科生，2021年加入北京大学科维理天文与天体物理研究所何子山老师课题组进行本科生科研训练。
