天文学家解决了类星体序列之谜

此图显示了宽线宽与FeII强度的二维空间中约20,000个Sloan数字天空巡天类星体的分布，该颜色空间由[OIII]窄线发射的强度进行了颜色编码。强大的水平趋势是黑洞积聚效率驱动的类星体的主要序列，而宽线宽的垂直扩展很大程度上是由于我们对类星体内部区域的观察角度所致。

新的研究帮助解决了一个天文学家困扰了20年的类星体谜团，为更好地理解超大质量黑洞如何积聚物质并与环境相互作用提供了一条途径。

加利福尼亚州帕萨迪纳–类星体是生活在遥远的大质量星系中心的超大质量黑洞。它们通过将物质迅速吸收到其引力无法避开的中心中，成为整个电磁频谱中天空中最发光的信标。卡内基的哈勃研究员，来自北京大学卡夫里天文学与天体物理研究所（KIAA）的哈恩研究员岳沉和路易斯·霍伊斯（Luis Ho）的新著作解决了天文学家们困扰了20年的类星体之谜。他们的工作发表在9月11日的《自然》杂志上，表明大多数观测到的类星体现象可以通过两个简单的量来统一：一个描述了孔的馈送效率如何，另一个描述了天文学家的观察方向。

当被天文学家观察时，类星体显示出各种各样的外观，反映出在靠近其中心区域的环境中的存在。但是，尽管种类繁多，类星体在可量化的物理性质方面具有令人惊讶的规律性，这遵循了20多年前发现的明确定义的趋势（被称为类星体的“主要序列”）。Shen和Ho在类星体研究中解决了两个十年的难题：是什么将这些属性统一到这个主要序列中？

通过使用Sloan Digital Sky Survey中迄今为止最大和最均匀的20,000个类星体样本，再结合几种新颖的统计测试，Shen和Ho能够证明与孔洞积聚有关的一种特殊属性称为Eddington比率，是所谓主序列背后的驱动力。爱丁顿比描述了物质为黑洞加油的效率，向内拉动物质的引力与向外驱动辐射的光度之间的竞争。长期以来，人们一直怀疑重力和光度之间的这种推动作用是所谓主序列背后的主要驱动力，他们的工作终于证实了这一假设。

另外重要的是，他们发现，向下观察黑洞内部区域时，天文学家的视线方向在观察最黑洞内部快速移动的气体方面起着重要作用，气体会产生较宽的发射线在类星体光谱中。这改变了科学家对最接近黑洞的线发射区域（称为宽线区域）的几何形状的理解：气体以扁平的薄煎饼状配置分布。展望未来，这将帮助天文学家改善类星体黑洞质量的测量。

“我们的发现对类星体研究具有深远的意义。这种简单的统一方案提供了一条途径，可以更好地理解超大质量黑洞如何在其周围积聚物质并与环境相互作用。” Shen说。

Ho补充说：“更好的黑洞质量测量将有助于理解超大规模黑洞的宇宙增长及其在星系形成中的位置的各种应用。”

出版物：Yue Shen和Luis C. Ho，“通过增生和定向将类星体的多样性”，《自然》 513，210-213（2014年9月11日）； doi：10.1038 / nature13712

研究报告的PDF副本：通过增生和定向统一类星体的存在

图像：卡内基科学研究所