5月10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。該研究依托云南天文臺麗江天文觀測站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 2617是一個變臉賽弗特星系：寬發(fā)射線從很強(qiáng)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)紫外連續(xù)譜與寬發(fā)射線光變之間的時間延遲，研究活動星系核的寬線區(qū)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(jì)算出中心黑洞的質(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 2617就是其中的一個，而且NGC 2617還是一個雙峰寬發(fā)射線活動星系核。反響映射觀測對研究變臉活動星系核的中心物理結(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2019年10月到2020年5月期間，成功地對NGC 2617進(jìn)行了分光觀測和測光觀測，在此期間，NGC 2617是賽弗特星系1型。在此之前，只有一個公開發(fā)表的2014年反響映射觀測，2016年有光譜觀測發(fā)現(xiàn)了Hβ雙峰寬發(fā)射線。在封海成等人觀測期間，NGC 2617比2014年亮了大約3倍，但是Hβ雙峰寬發(fā)射線似乎消失了（圖1）。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)。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。
該研究團(tuán)隊(duì)第一次觀測到了NGC 2617寬發(fā)射線的延遲時標(biāo)速度分布圖（圖2）。寬發(fā)射線Hβ和Hα延遲時標(biāo)速度分布不對稱。發(fā)射線線心的延遲時標(biāo)大于線兩翼的延遲時標(biāo)，延遲時標(biāo)速度分布的峰值輕微藍(lán)移。內(nèi)流、外流或者開普勒吸積盤模型的理論預(yù)期與這些觀測特征都不相符。由連續(xù)譜和寬發(fā)射線光變曲線的交叉相關(guān)得到：NGC 2617寬線區(qū)是分層電離的。該研究團(tuán)隊(duì)首次觀測到了NGC 2617寬發(fā)射線Hα和He I的延遲時標(biāo)。NGC 2617中心黑洞質(zhì)量大約為兩千萬個太陽質(zhì)量。
NGC 2617的歷史觀測資料表明，寬發(fā)射線的變化可能起源于黑洞吸積率的變化，寬發(fā)射線區(qū)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。這些新發(fā)現(xiàn)可以使我們更好地理解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)院天體結(jié)構(gòu)與演化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、云南省基金的資助。
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，灰色：宿主星系輻射，洋紅色：窄發(fā)射線，橙色：冪律譜，青色：不擬合的波長范圍。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。
