Средний спектр для каждого сезона наблюдений. Изображение предоставлено: Астрофизический журнал (2024 г.). DOI: 10.3847/1538-4357/ad8568
Доктор Фэн Хайчэн из Юньнаньской обсерватории Китайской академии наук вместе со своими сотрудниками добился прогресса в изучении геометрической и кинематической эволюции области широких линий (BLR) в активных ядрах галактик (АЯГ). Исследование было опубликовано в Astrophysical Journal.
АЯГ являются одними из самых ярких объектов во Вселенной и питаются за счет накопления материи в сверхмассивных черных дырах (СМЧД) в их центрах. Расположенная вблизи СМЧД, BLR представляет собой область высокоскоростного ионизированного газа, ответственного за создание широких эмиссионных линий в ультрафиолетовом и оптическом спектре АЯГ.
Эти линии шириной более 1000 км/с создаются фотоионизацией, вызванной излучением аккреционного диска. Понимание геометрии и кинематики BLR имеет решающее значение для изучения физических процессов внутри АЯГ и точной оценки масс его центральных черных дыр.
Теоретически газ BLR может демонстрировать вириальные или приточные движения из-за гравитации СМЧД или истечения, вызванные радиационным давлением. Ожидается, что отток будет более выраженным в АЯГ с высокой скоростью прироста. Тем не менее, результаты наблюдений, подтверждающие это, неоднозначны. Одно из возможных объяснений состоит в том, что ионизационные свойства BLR изменяются по всему АЯГ, влияя на влияние радиационного давления на газ.
Чтобы выяснить это, исследователи предложили исследовать один АЯГ в разных состояниях яркости, чтобы устранить неопределенности, вызванные изменениями от источника к источнику. С 2020 года исследователи проводят четырехлетнюю кампанию по картированию реверберации (RM) хорошо известной AGN NGC 4151, меняющей внешний вид, с использованием 2,4-метрового телескопа обсерватории Лицзян.
Их результаты показали четкое расслоение в BLR NGC 4151 с разными эмиссионными линиями, исходящими из разных радиальных областей внутри BLR.
Кроме того, исследователи наблюдали у NGC 4151 необычное явление под названием «анти-дыхательный эффект». Согласно традиционным моделям, увеличение светимости АЯГ должно привести к расширению радиуса BLR, что приведет к появлению широких эмиссионных линий с более длительными временными задержками (известно). как «эффект дыхания»).
Однако их наблюдения показали обратное: по мере увеличения яркости АЯГ временные задержки широких эмиссионных линий сокращались. Этот антиреспираторный эффект может быть связан с временными задержками между флуктуациями ультрафиолетового и оптического континуума в АЯГ.
Дальнейший анализ временных задержек с разрешением по скорости выявил значительные изменения в геометрии и кинематике BLR в NGC 4151 на временных масштабах менее года. Эти быстрые изменения нельзя полностью объяснить только неоднородным распределением газа, колебаниями радиационного давления или изменениями поля ионизирующего излучения.
Результаты показывают, что физические свойства BLR более сложны, чем считалось ранее, и на них может влиять взаимодействие нескольких механизмов.
Информация от: Китайской академией наук
