黑洞“食量”变化使类星体快速消失

2017年09月07日 00:58 科技日报

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  科技日报讯 (记者徐玢)类星体是宇宙中最为明亮的天体之一。观测发现,有些类星体消失的速度比预想的速度快很多。中国科学技术大学天文系教授王挺贵领导的研究团队发现,这类天体中心黑洞“食量”的剧烈变化,是造成这种现象的主要原因。该研究成果发表在9月1日出版的《天体物理学快报》上。

  天文学家认为,每个星系中心存在一个超大质量黑洞。有些星系中央的黑洞会吸积周围的物质释放高能辐射,这些星系核心被称为活动星系核(AGN)。类星体是活动星系核的一种。过去认为,类星体会在数百万年内保持耀眼的光芒,然后花费上万年的时间逐渐暗淡。但观测发现,有些类星体只需几年时间便会变暗、消失。它们被称作类型转变类星体。

  相应地,根据光谱特征,AGN可分为Ⅰ型和Ⅱ型。论文作者之一、中科大天文系博士生盛振峰告诉科技日报记者,类型转变类星体即是类星体在两种类型之间发生了转变。统一模型认为,两类AGN本质上是相同的,是不同视角对同一事物造成的观测效应。但类型转变AGN的出现对统一模型提出了挑战。“对此主要有两种解释,一种认为类型的转变是由于尘埃云团在视线方向的遮蔽,另一种认为是由于中央黑洞自身吸积率的剧烈变化。”盛振峰说。

  中科大研究团队利用广域红外巡天望远镜(WISE)的数据,研究了10个类型转变AGN的中红外光度,首次发现了它们的中红外光度变化。研究发现,其红外光变对于光学光变存在滞后响应,无法用尘埃遮蔽来解释,只能归结于通过吸积盘流入黑洞的物质的量发生了变化。此外,红外光变的幅度也无法由尘埃消光的变化来解释。基于这种思路,中科大团队同时观测到了AGN中心黑洞吸积盘的光度变化,以及外围尘埃环对这种变化的响应。

  该工作对于研究黑洞吸积物理过程有重要启示作用,同时有助于研究尘埃环结构。正确诊断类型转变AGN的机制有助于天文学家追踪气体和尘埃如何掉入黑洞,理解黑洞和星系的共同演化。

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