科大探测到电离气体对星系中心超大质量黑洞辐射响应的关键性突变信号

中国科大探测到电离气体对星系中心超大质量黑洞辐射响应的关键性突变信号

中国科学技术大学天 学系活动星系团队探测到星系中的电离气体对星系中心辐射作出响应过程中所显示的关键性突变信号，该信号可用于测定星系中电离气体的密度。论 于2021年1月11日发表在天 学领域知名期刊The Astrophysical Journal Letters上。

图1，星系中心超大质量黑洞周围弥漫的气体。（概念图，取自ESA）

活动星系中心的超大质量黑洞及其吸积盘通过不断吸积其周边气体持续生长，同时所释放的辐射在电离星际介质并驱动气体外流，进而对整个星系的演化产生深刻影响。因而，测量黑洞周边气体以及星际介质分布是黑洞与星系共同演化研究的基本课题之一，但气体密度作为一项关键物理参数，它的可靠测量却是该领域的长期难题。传统方法是利用密度依赖的离子激发态吸收线的线比，但该方法往往不能应用于吸收线展宽巨大造成吸收线混合的情况，而且难以用于大样本测算分析。

在物理层面上，星系中心电离辐射变化后，电离气体中电子的复合过程需要一定时间，这一“复合时标”与气体的密度成反比。此前，王挺贵和刘桂琳课题组通过考查光变类星体的复合时标，间接测量出气体的密度。该团队2019年在发表于Nature Astronomy的工作中，从理论上提出，吸收线特征对中心辐射的响应可假设为阶梯函数形式，即当观测时间间隔大于复合时标时可以观测到吸收线的变化，反之则观测不到吸收线的变化。

图2理论上单个源中存在吸收线变化探测率突变现象。

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（物理学院、科研部）