天文学家检测到超大质量黑洞吸积盘外围的发射

活跃星系核主要由位于宿主星系中心的超大质量黑洞提供动力，该黑洞正在吸积附近的物质。来自中心源的辐射使内部致密气体电离，即所谓的宽线区域。天文学家利用NSF NOIRLab 运营的国际双子座天文台一半的双子座北望远镜上的双子座近红外光谱仪，检测到了两条与 Seyfert 1 星系 III Zw 002 的宽线区域相关的近红外发射线。

“帕邢-α(氢)线起源于宽线区域的内部区域，OI(中性氧)线起源于宽线区域的外围，这是以前从未观察到的区域，”德尼马拉说迪亚斯·多斯桑托斯，博士 西班牙国家统计研究所的学生。

“这是在近红外波段发现的第一个双峰轮廓，它们是在双子座近红外光谱仪(GNIRS)观测过程中意外出现的。”

“2003 年，对 III Zw 002 的可见光观测揭示了吸积盘的证据，2012 年的一项研究也发现了类似的结果。”

2021 年，Rodriguez-Ardila 及其同事开始利用 GNIRS 进行近红外观测来补充这些发现，GNIRS 能够一次性观测整个近红外光谱(800-2500 nm)。

由于 GNIRS 能够同时观测多个光带，因此该团队能够捕获单一干净、一致校准的光谱，其中显示了多个双峰轮廓。

“我们之前并不知道 III Zw 002 具有这种双峰轮廓，但当我们减少数据时，我们非常清楚地看到了双峰，”罗德里格斯-阿迪拉说。

“事实上，我们多次减少了数据，认为这可能是一个错误，但每次我们都看到了同样令人兴奋的结果。”

这些观测结果不仅证实了理论上吸积盘的存在，而且增进了天文学家对宽线区域的理解。

罗德里格斯-阿迪拉说：“首次检测到这种双峰轮廓，对原本无法解析的区域的几何形状施加了严格的限制。”

“我们现在有了关于活跃星系的进食过程和内部结构的明确证据。”

通过将这些观测结果与现有的圆盘模型进行比较，天文学家能够提取参数，从而更清晰地了解 III Zw 002 的超大质量黑洞和宽线区域。

该模型表明，Paschen-alpha 线的起点半径为 16.77 光日，OI 线的起点半径为 18.86 光日。它还预测粗线区域的外半径为52.43光日。

该模型还表明，III Zw 002的宽线区域相对于地球上的观测者而言具有18度的倾角，其中心的超大质量黑洞的质量是太阳质量的400-9亿倍。

罗德里格斯-阿迪拉说：“这一发现为我们提供了对这个特定星系中宽线区域的结构和行为的宝贵见解，揭示了活跃星系中超大质量黑洞周围发生的迷人现象。”

该研究发表在《天体物理学杂志快报》上。