5月10日，國(guó)際天體物理學(xué)雜志 The Astrophysical Journal 在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)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(tái)麗江天文觀測(cè)站2.4米望遠(yuǎn)鏡，通過(guò)寬發(fā)射線反響映射觀測(cè)開(kāi)展了變臉活動(dòng)星系核的研究。NGC 2617是一個(gè)變臉賽弗特星系：寬發(fā)射線從很強(qiáng)到極弱來(lái)回變化，即賽弗特星系光譜類(lèi)型在1型和2型之間變化。
賽弗特星系是一類(lèi)射電寧?kù)o活動(dòng)星系核，絕大多數(shù)沒(méi)有噴流，中心超大質(zhì)量黑洞的吸積盤(pán)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(cè)量光學(xué)紫外連續(xù)譜與寬發(fā)射線光變之間的時(shí)間延遲，研究活動(dòng)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(cè)研究的活動(dòng)星系核有很多，反響映射觀測(cè)的變臉活動(dòng)星系核很少，NGC 2617就是其中的一個(gè)，而且NGC 2617還是一個(gè)雙峰寬發(fā)射線活動(dòng)星系核。反響映射觀測(cè)對(duì)研究變臉活動(dòng)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(duì)NGC 2617進(jìn)行了分光觀測(cè)和測(cè)光觀測(cè)，在此期間，NGC 2617是賽弗特星系1型。在此之前，只有一個(gè)公開(kāi)發(fā)表的2014年反響映射觀測(cè)，2016年有光譜觀測(cè)發(fā)現(xiàn)了Hβ雙峰寬發(fā)射線。在封海成等人觀測(cè)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(pán)或者超大質(zhì)量雙黑洞有關(guān)。經(jīng)過(guò)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(cè)得了相應(yīng)的光變曲線。
該研究團(tuán)隊(duì)第一次觀測(cè)到了NGC 2617寬發(fā)射線的延遲時(shí)標(biāo)速度分布圖（圖2）。寬發(fā)射線Hβ和Hα延遲時(shí)標(biāo)速度分布不對(duì)稱(chēng)。發(fā)射線線心的延遲時(shí)標(biāo)大于線兩翼的延遲時(shí)標(biāo)，延遲時(shí)標(biāo)速度分布的峰值輕微藍(lán)移。內(nèi)流、外流或者開(kāi)普勒吸積盤(pán)模型的理論預(yù)期與這些觀測(cè)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(cè)到了NGC 2617寬發(fā)射線Hα和He I的延遲時(shí)標(biāo)。NGC 2617中心黑洞質(zhì)量大約為兩千萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。
NGC 2617的歷史觀測(cè)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(dòng)星系核中心的物理結(jié)構(gòu)與物理機(jī)制。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)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(zhǎng)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。
