終於在黑洞亮度與飲食之間建立了關係

由智利大學天文系博士生Paula Sánchez-Sáez帶領的一組研究人員，成功地確定了活動星系核（AGN）中超大質量黑洞吞沒物質所發出光線的變化率是由吸積率決定，即它「吃」了多少物質。隨著時間的推移，下落物質(其亮度)發出的光會發生很大變化，沒有一個穩定的模式，所以它表現出可變性。知道它是變化的，但我們仍然不清楚為什麼，如果觀察其他天體，比如沒有活動核的恆星或星系，亮度會隨著時間的推移而保持不變。

但如果觀察有活動核的星系，它們的亮度會起起伏伏，這是完全不可預測的。研究了這種變化的振幅輻射光(或簡單地說，變化的幅度)與AGN發射的平均亮度、超大質量黑洞的質量和AGN的吸積率(對應於黑洞消耗多少物質)。分析結果表明與我們所認為的相反，唯一能解釋變異性振幅的重要物理特性是AGN的吸積速率。研究確定只有一種物理特性可以預測這些物體的變異性：吸積速率。這只是物質落入這個超大質量黑洞的量。

智利大學天文系的學者、CATA天體物理學卓越中心的研究員Paulina Lira解釋說：所以如果它正在節食，或者它吞咽了很多東西，或者它不再適合他的嘴……這將決定它們的變化是大是小。這項研究第一作者Paula Sánchez-Sáez說：這一發現的重要性在於試圖闡明這種變化背後的物理機制是什麼，這是活躍星系核最固有特徵之一。這項研究的結果挑戰了過去的範式，即AGN變異的幅度主要取決於AGN的亮度。據信這是因為測量黑洞質量並不總是可能的，因此只能對少數物體精確測量吸積率。

圖片：CC0 Public Domain

但利用SDSS數據，就有可能測量2000個物體的這些物理性質，這也是奎斯特-La Silla AGN可變性研究所觀察到的。此外從變異性研究能夠獲得非常好的質量光曲線的大樣本對象，所以可以獨立地研究每個對象的變異性，這是不可能的大樣本AGN。結合對AGN物理特性的精確測量，以及對個別AGN的變異性良好表徵，可以確定決定變異幅度的主要因素是吸積率，或者更專業的說法是埃丁頓比率。這項研究中使用的數據來自兩個來源，在變異性分析方面使用了2010年至2015年期間進行的「LaSilla AGN可變性研究」(由Paulina Lira牽頭)的數據。

觀測了5個河外場，為了研究AGN的物理特性，使用了斯隆數字巡天(SDSS)的公共光譜數據。在未來，研究人員將尋求研究這些活動星系核變化的時間尺度。另一個非常重要的特性是這些物體的可變性時間尺度。為了精確測量這個特性，需要有覆蓋超過10年的光曲線。因此必須等到未來的研究，如大型天氣觀測望遠鏡(LSST)，提供更多的光度數據，這樣就可以將這些數據與QUEST-La Silla AGN變異性研究數據結合起來，將光線曲線延長到20年左右。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻 :《天體物理學》｜研究/來自：智利大學，DOI: 10.3847/1538-4357/aad7f9

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