云南天文台等在双峰宽发射线变脸活动星系核研究中获进展学术资讯

3月2日，The Astrophysical Journal在线发表了中国科学院云南天文台博士研究生封海成、研究员刘洪涛与合作者的研究成果。该研究依托丽江天文观测站2.4米望远镜，通过宽发射线反响映射观测，开展变脸活动星系核的研究。NGC 3516是一个变脸赛弗特星系：宽发射线从很强到极弱来回变化，即赛弗特星系光谱类型在1型和2型之间变化。

赛弗特星系是一类射电宁静活动星系核，多数没有喷流，中心超大质量黑洞的吸积盘产生了连续谱辐射，电离连续谱照射宽线区气体云产生宽发射线。宽发射线反响映射是测量光学和紫外连续谱、宽发射线光变之间的时间延迟，研究宽线区的尺度、几何结构等物理性质，并与宽发射线宽度结合，计算中心黑洞的质量。反响映射观测研究的活动星系核较多，反响映射观测的变脸活动星系核较少，NGC 3516便是其中之一，且是一个双峰宽发射线的源，双峰宽发射线可能与椭圆盘或超大质量双黑洞有关。反响映射观测对研究其中心物理结构有重要意义。

2018年11月至2019年5月，封海成等利用丽江2.4米望远镜，对NGC 3516进行了分光观测和测光观测，在此期间，NGC 3516是赛弗特星系1型。经过细致的数据分析，包括数据预处理、光谱定标及光谱拟合，研究测得相应的光变曲线。

该研究团队第一次观测到Hα的延迟时标速度分布图。由连续谱和宽发射线光变曲线的交叉相关得到宽发射线区的平均半径为7.5光天，宽发射线宽度1700 km/s，中心黑洞质量为2400万个太阳质量。光谱显示，宽发射线Hβ和Hα都有双峰结构（图1、2）。从光谱的蓝端到红端，速度图上从左到右，光变延迟时标逐渐变小（图2），这种趋势与内流模型预言相符，与椭圆盘模型也吻合。结合反响映射历史观测资料，研究发现NGC 3516的宽发射线区半径大约30年基本无变化，宽发射线区可能是一个很窄的椭圆环。研究推测，宽发射线Hβ从很强到极弱来回变化以及宽线区半径大约30年基本无变化这些现象，可能是由中心黑洞的吸积率变化产生。

这些新发现可使我们更好地理解双峰宽发射线变脸活动星系核中心的物理结构与物理机制。研究工作得到国家自然科学基金、中科院重点研究项目、科学技术部、中科院跨学科创新团队项目、国家自然科学基金、中科院天文学联合基金、中科院天体结构与演化重点实验室的资助。