我国学者在宽吸收线类星体外流研究方面取得重要进展
日期 2019-02-18  来源:数理科学部  作者:刘强 王挺贵 刘桂琳

       在国家自然科学基金项目(批准号:11233002,11421303,U1431229,11373024, 11233003,11873032,11673020,11703022)等资助下,中国科学技术大学物理学院天文学系王挺贵教授、刘桂琳教授课题组和南京师范大学、武汉大学、中国科学院国家天文台的合作者在宽吸收线类星体外流研究方面取得重要进展。他们利用光谱吸收线光变,首次通过大样本统计获得类星体所驱动的高速气体外流的物理性质分布。该成果以“The Properties of Broad Absorption Line Outflows Based on a Large Sample of Quasars”(基于类星体大样本的宽吸收线外流属性)为题,于2019年1月28日在线发表在Nature Astronomy(《自然·天文学》)上。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41550-018-0669-8。

  目前主流的星系形成与演化理论要求其中心活跃的超大质量黑洞(类星体)向寄主星系施加反馈作用,将大量气体吹向星际空间,然而具体作用机制一直不清楚。一种猜测是类星体中普遍存在的高速(可达0.1倍光速)外流可能扮演了这个角色,但一直以来缺乏定量数据支持。国际上近二十多年的工作积累仅仅完成了数十个目标源外流参数的测量。

  在前期确定宽吸收线光变机制的系列工作基础上,该团队另辟蹊径,提出利用吸收线光变探测率曲线推断外流中的电离气体复合时标分布的新方法,进而首次给出近千个类星体外流的物理性质分布。对这一大样本的分析显示,类星体外流距中心黑洞的典型距离约为数十光年,外流每年带走数十倍太阳质量的气体,外流的动力学光度接近类星体总辐射光度的百分之十。这些结果表明,外流的强度普遍足以影响星系的整体演化,这一发现为深入理解星系的形成和演化过程提供了具有重要统计意义的观测依据。

图1 利用吸收线光变探测率曲线推导外流电离气体复合时标分布

图2 利用光变的方法得到的斯隆数字巡天样本中近千个活动星系核外流的尺度、质量损失率、动力学光度等物理性质的分布