3月2日，國際天體物理學(xué)雜志 The Astrophysical Journal 在線發(fā)表了中國科學(xué)院云南天文臺博士研究生封海成、劉洪濤研究員與合作者的研究成果。該研究依托麗江天文觀測站2.4米望遠(yuǎn)鏡，通過寬發(fā)射線反響映射觀測開展了變臉活動星系核的研究。NGC 3516是一個變臉賽弗特星系：寬發(fā)射線從很強到極弱來回變化，即賽弗特星系光譜類型在1型和2型之間變化。

　　賽弗特星系是一類射電寧靜活動星系核，絕大多數(shù)沒有噴流，中心超大質(zhì)量黑洞的吸積盤產(chǎn)生了連續(xù)譜輻射，電離連續(xù)譜照射寬線區(qū)氣體云產(chǎn)生寬發(fā)射線。寬發(fā)射線反響映射就是測量光學(xué)和紫外連續(xù)譜、寬發(fā)射線光變之間的時間延遲，研究寬線區(qū)的尺度、幾何結(jié)構(gòu)等物理性質(zhì)，并與寬發(fā)射線寬度結(jié)合，計算中心黑洞的質(zhì)量。反響映射觀測研究的活動星系核有很多，反響映射觀測的變臉活動星系核很少，NGC 3516就是其中的一個，而且還是一個雙峰寬發(fā)射線的源，雙峰寬發(fā)射線可能與橢圓盤或者超大質(zhì)量雙黑洞有關(guān)。反響映射觀測對研究其中心物理結(jié)構(gòu)有重要意義。

　　封海成等人利用麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡，在2018年11月到2019年5月期間，成功地對NGC 3516進(jìn)行了分光觀測和測光觀測，在此期間，NGC 3516是賽弗特星系1型。經(jīng)過細(xì)致的數(shù)據(jù)分析，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、光譜定標(biāo)及光譜擬合，他們測得了相應(yīng)的光變曲線。

　　在國際上，該研究團(tuán)隊第一次觀測到Hα的延遲時標(biāo)速度分布圖。由連續(xù)譜和寬發(fā)射線光變曲線的交叉相關(guān)得到寬發(fā)射線區(qū)的平均半徑為7.5光天，寬發(fā)射線寬度1700 km/s，中心黑洞質(zhì)量為2400萬個太陽質(zhì)量。光譜顯示，寬發(fā)射線Hβ和Hα都有雙峰結(jié)構(gòu)（圖1、圖2）。從光譜的藍(lán)端到紅端，速度圖上從左到右，光變延遲時標(biāo)逐漸變?。▓D2），這種趨勢與內(nèi)流模型預(yù)言相符，與橢圓盤模型也吻合。

　　結(jié)合反響映射歷史觀測資料，研究人員發(fā)現(xiàn)NGC 3516的寬發(fā)射線區(qū)半徑大約30年基本無變化，寬發(fā)射線區(qū)可能是一個很窄的橢圓環(huán)。他們推測，寬發(fā)射線Hβ從很強到極弱來回變化以及寬線區(qū)半徑大約30年基本無變化這些現(xiàn)象，可能是由中心黑洞的吸積率變化產(chǎn)生。

　　這些新發(fā)現(xiàn)可以使我們更好地理解雙峰寬發(fā)射線變臉活動星系核中心的物理結(jié)構(gòu)與物理機(jī)制。

　　該研究得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院重點研究項目、中國科學(xué)技術(shù)部、中國科學(xué)院跨學(xué)科創(chuàng)新團(tuán)隊項目、國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院天文學(xué)聯(lián)合基金、中國科學(xué)院天體結(jié)構(gòu)與演化重點實驗室的資助。

　　論文鏈接

圖1：黑色：平均光譜，藍(lán)色：寬發(fā)射線，紅色：最佳擬合，綠色：Fe II輻射，灰色：宿主星系輻射，洋紅色：窄發(fā)射線，橙色：冪律譜。底部黑色曲線：殘差。

圖2：反響映射速度分布圖和均方根光譜。

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