【中国科学家探测到黑洞周边气体响应的突变信号：“复合时标”法成功获取星系中心超大质量黑洞周边电离气体密度】
近日，中国科学技术大学天文系特任副研究员何志成、教授刘桂琳团队利用“复合时标”方法，探测到了星系中电离气体对星系中心超大质量黑洞-吸积盘辐射响应过程中的关键性突变信号，该信号可用于测定星系中电离气体的密度。相关论文发表于《天体物理快报》。论文传送门：https://t.cn/A657e9pn
活动星系中心的超大质量黑洞及其吸积盘通过不断吸积周边的气体而持续生长，同时，黑洞及其吸积盘所释放的辐射会电离星际介质并驱动气体外流，进而对整个星系的演化产生深刻影响。因此，测量黑洞周边气体以及星际介质分布是黑洞与星系共同演化研究的基本课题之一，但气体密度作为一项关键物理参数，它的可靠测量却是该领域的长期难题。
何志成介绍，测量电离气体密度的传统方法是利用密度依赖的离子激发态吸收线的线比，但该方法往往不能应用于吸收线展宽巨大造成吸收线混合的情况，而且难以用于大样本测算分析。
值得一提的是，在物理层面上，星系中心电离辐射变化后，电离气体中电子的复合过程需要一定时间，这一“复合时标”与气体的密度成反比。
“因此，我们另辟蹊径、‘曲线救国’，通过测量跟电离气体密度成反比的变量，从而获得气体密度。”何志成告诉《中国科学报》。
此前，中国科学技术大学天文系教授王挺贵和刘桂琳课题组通过考查光变类星体的复合时标，间接测量出了气体密度。该研究团队于2019年在《自然—天文》上发文，从理论上提出，吸收线特征对中心辐射的响应可假设为阶梯函数形式，即当观测时间间隔大于复合时标时，可以观测到吸收线的变化，反之则观测不到吸收线的变化。
“根据这一假设，在时间间隔等于复合时标附近，可以观察到吸收线变化的陡增现象。”何志成解释，这种突变信号的成功探测将为“复合时标”法测量气体密度提供强有力的支持。
研究团队仔细分析了美国斯隆数字巡天（SDSS）望远镜像数据库中，数据质量较高且有数十次观测的类星体SDSS J141955.26+522741.1，发现它的几个不同的吸收线同时存在陡增现象，从而有力地证明了模型假设的可靠性。
“我们进一步分析发现，探测率曲线还可以将速度空间和天空位置同时重叠的不同密度气体成分分离开来，而此前并无有效方法可以做到这一点。”何志成说。
何志成介绍，下一步，在保证“复合时标”法测量气体密度准确有效的基础上，研究团队将继续从数据库中搜寻大量样本进行分析，不断验证模型的可靠性，从而进一步完善和推广“复合时标”法测气体密度。https://t.cn/A657e9p3
近日，中国科学技术大学天文系特任副研究员何志成、教授刘桂琳团队利用“复合时标”方法，探测到了星系中电离气体对星系中心超大质量黑洞-吸积盘辐射响应过程中的关键性突变信号，该信号可用于测定星系中电离气体的密度。相关论文发表于《天体物理快报》。论文传送门：https://t.cn/A657e9pn
活动星系中心的超大质量黑洞及其吸积盘通过不断吸积周边的气体而持续生长，同时，黑洞及其吸积盘所释放的辐射会电离星际介质并驱动气体外流，进而对整个星系的演化产生深刻影响。因此，测量黑洞周边气体以及星际介质分布是黑洞与星系共同演化研究的基本课题之一，但气体密度作为一项关键物理参数，它的可靠测量却是该领域的长期难题。
何志成介绍，测量电离气体密度的传统方法是利用密度依赖的离子激发态吸收线的线比，但该方法往往不能应用于吸收线展宽巨大造成吸收线混合的情况，而且难以用于大样本测算分析。
值得一提的是，在物理层面上，星系中心电离辐射变化后，电离气体中电子的复合过程需要一定时间，这一“复合时标”与气体的密度成反比。
“因此，我们另辟蹊径、‘曲线救国’，通过测量跟电离气体密度成反比的变量，从而获得气体密度。”何志成告诉《中国科学报》。
此前，中国科学技术大学天文系教授王挺贵和刘桂琳课题组通过考查光变类星体的复合时标，间接测量出了气体密度。该研究团队于2019年在《自然—天文》上发文，从理论上提出，吸收线特征对中心辐射的响应可假设为阶梯函数形式，即当观测时间间隔大于复合时标时，可以观测到吸收线的变化，反之则观测不到吸收线的变化。
“根据这一假设，在时间间隔等于复合时标附近，可以观察到吸收线变化的陡增现象。”何志成解释，这种突变信号的成功探测将为“复合时标”法测量气体密度提供强有力的支持。
研究团队仔细分析了美国斯隆数字巡天（SDSS）望远镜像数据库中，数据质量较高且有数十次观测的类星体SDSS J141955.26+522741.1，发现它的几个不同的吸收线同时存在陡增现象，从而有力地证明了模型假设的可靠性。
“我们进一步分析发现，探测率曲线还可以将速度空间和天空位置同时重叠的不同密度气体成分分离开来，而此前并无有效方法可以做到这一点。”何志成说。
何志成介绍，下一步，在保证“复合时标”法测量气体密度准确有效的基础上，研究团队将继续从数据库中搜寻大量样本进行分析，不断验证模型的可靠性，从而进一步完善和推广“复合时标”法测气体密度。https://t.cn/A657e9p3
#中外科学家联合发布巨幅宇宙二维天图# #巨幅宇宙二维天图含20亿天体# 【중국-해외 과학자, 거대 우주 2차원 천문도 발표…천체 20억 개 담겨】중국과학원 국가천문대 베이징-아리조나 전천탐사(Beijing-Arizona Sky Survey, 이하 BASS)팀과 암흑 에너지 분광기(Dark Energy Spectroscopic Instrument, 이하 DESI) 국제협력 프로젝트팀이 거대 우주 2차원 천문도를 발표해 얼마 후에 시작될 차세대 우주론 적색편이 전천탐사를 위한 기반을 닦았다.
근대 천문 관측 연구를 통해 우주는 계속적으로 팽창하고 있으며 가속 팽창하는 상태에 있다는 것을 발견했다. 천문학자들은 우주를 팽창시키는 힘을 암흑 에너지라고 부른다. 암흑 에너지는 지금까지 미스터리로 남아 있다. 우주를 구성하는 물질 중 암흑 에너지는 약 68%이고, 그 나머지는 암흑 물질과 바리온 물질이다. 우주 중 대량 은하에 대한 분광 관측을 통해 우리는 은하의 퇴행 속도, 즉 적색편이를 정확하게 구함으로써 천체의 거리를 알아낼 수 있다. 대규모 은하의 적색편이 측량은 우주 물질의 3차원 분포를 정확하게 형상화할 수 있고 암흑 에너지가 우주 팽창에 미치는 영향을 정확하게 그려낼 수 있다.
DESI 프로젝트 팀원인 자오궁보(趙公博) 국가천문대 부대장은 “DESI는 슬론 디지털 전천탐사(Sloan Digital Sky Survey·SDSS)에 이은 4세대 우주론 전천탐사 프로젝트로 5년간 수천만 은하의 적색편이를 획득해 현재 최대의 3차원 우주를 구축할 계획”이라면서 “이는 암흑 에너지의 신비한 베일을 벗길 것으로 전망된다”고 말했다.
BASS 실제 책임자인 쩌우후(鄒虎) 국가천문대 부연구원은 “DESI 분광 적색편이 전천탐사를 진행하기 전에 연구원들은 대규모 분광 관측 수요를 만족시킬 과거보다 면적이 더 크고 더 깊은 우주 2차원 이미지를 확보해야 했다”고 말했다. 또 국가천문대와 DESI 국제협력팀 연구원 약 200명의 끈질긴 노력 끝에 6년간 합동 관측과 데이터 분석을 진행하고 관측한 이미지를 맞추어 거대한 우주 2차원 지도를 만들었다고 설명했다.
그는 이어 “우주 2차원 지도는 2만deg²(square degree)의 하늘, 즉 전체 천구 면적의 약 절반을 포함하고, 10조 화소를 수용하며, 20억 개의 천체가 포함돼 있다”고 부연했다.
DESI 프로젝트기관 이사회 회원인 그는 “이번에 발표된 데이터에는 최대 면적의 관측 이미지와 가장 정확한 천체 측량 정보가 포함돼 있다. 전천탐사 데이터는 DESI 프로젝트의 순조로운 시행을 보장하며 세계 천문계의 데이터 유산이 되어 더 광범위한 과학 연구와 응용 가치를 발휘할 것”이라고 덧붙여 설명했다.
https://t.cn/A657YnE5
근대 천문 관측 연구를 통해 우주는 계속적으로 팽창하고 있으며 가속 팽창하는 상태에 있다는 것을 발견했다. 천문학자들은 우주를 팽창시키는 힘을 암흑 에너지라고 부른다. 암흑 에너지는 지금까지 미스터리로 남아 있다. 우주를 구성하는 물질 중 암흑 에너지는 약 68%이고, 그 나머지는 암흑 물질과 바리온 물질이다. 우주 중 대량 은하에 대한 분광 관측을 통해 우리는 은하의 퇴행 속도, 즉 적색편이를 정확하게 구함으로써 천체의 거리를 알아낼 수 있다. 대규모 은하의 적색편이 측량은 우주 물질의 3차원 분포를 정확하게 형상화할 수 있고 암흑 에너지가 우주 팽창에 미치는 영향을 정확하게 그려낼 수 있다.
DESI 프로젝트 팀원인 자오궁보(趙公博) 국가천문대 부대장은 “DESI는 슬론 디지털 전천탐사(Sloan Digital Sky Survey·SDSS)에 이은 4세대 우주론 전천탐사 프로젝트로 5년간 수천만 은하의 적색편이를 획득해 현재 최대의 3차원 우주를 구축할 계획”이라면서 “이는 암흑 에너지의 신비한 베일을 벗길 것으로 전망된다”고 말했다.
BASS 실제 책임자인 쩌우후(鄒虎) 국가천문대 부연구원은 “DESI 분광 적색편이 전천탐사를 진행하기 전에 연구원들은 대규모 분광 관측 수요를 만족시킬 과거보다 면적이 더 크고 더 깊은 우주 2차원 이미지를 확보해야 했다”고 말했다. 또 국가천문대와 DESI 국제협력팀 연구원 약 200명의 끈질긴 노력 끝에 6년간 합동 관측과 데이터 분석을 진행하고 관측한 이미지를 맞추어 거대한 우주 2차원 지도를 만들었다고 설명했다.
그는 이어 “우주 2차원 지도는 2만deg²(square degree)의 하늘, 즉 전체 천구 면적의 약 절반을 포함하고, 10조 화소를 수용하며, 20억 개의 천체가 포함돼 있다”고 부연했다.
DESI 프로젝트기관 이사회 회원인 그는 “이번에 발표된 데이터에는 최대 면적의 관측 이미지와 가장 정확한 천체 측량 정보가 포함돼 있다. 전천탐사 데이터는 DESI 프로젝트의 순조로운 시행을 보장하며 세계 천문계의 데이터 유산이 되어 더 광범위한 과학 연구와 응용 가치를 발휘할 것”이라고 덧붙여 설명했다.
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哈勃凝视着宇宙仙境
这一大片由哈勃太空望远镜捕捉到的星系SDSS J225506.80+005839.9。与哈勃拍摄到的其他许多奢侈的星系和令人惊叹的星云不同，这个星系没有一个简短而流行的名字，只有斯隆数字巡天计划(Sloan Digital Sky Survey)给出的长名字，指的是它在天空中的坐标。
这个星系——在图像的中右部分可见，它的许多奇妙的邻近星系位于双鱼座(鱼座)。
这是一个星爆后的星系，是过去十亿年星系融合的产物。这一合并事件将气体推到星系中心，并创造了大量的新恒星，其中最亮的是残余星系的核心。环绕星系的可见外壳和彗尾也是这一合并事件的结果。
它远在银河系之外，距离我们约5亿光年，如果没有哈勃望远镜的帮助，我们几乎不可能看到这个星系。而且，就像成千上万个类似的微弱而遥远的星系一样，它也是近几年才被发现并编目的。成千上万的星系仍在等待我们的发现，因为我们正在构建一幅奇妙的夜空图。
文本来源:欧洲航天局(ESA)
#NASA[超话]##NASA PIC#
这一大片由哈勃太空望远镜捕捉到的星系SDSS J225506.80+005839.9。与哈勃拍摄到的其他许多奢侈的星系和令人惊叹的星云不同，这个星系没有一个简短而流行的名字，只有斯隆数字巡天计划(Sloan Digital Sky Survey)给出的长名字，指的是它在天空中的坐标。
这个星系——在图像的中右部分可见，它的许多奇妙的邻近星系位于双鱼座(鱼座)。
这是一个星爆后的星系，是过去十亿年星系融合的产物。这一合并事件将气体推到星系中心，并创造了大量的新恒星，其中最亮的是残余星系的核心。环绕星系的可见外壳和彗尾也是这一合并事件的结果。
它远在银河系之外，距离我们约5亿光年，如果没有哈勃望远镜的帮助，我们几乎不可能看到这个星系。而且，就像成千上万个类似的微弱而遥远的星系一样，它也是近几年才被发现并编目的。成千上万的星系仍在等待我们的发现，因为我们正在构建一幅奇妙的夜空图。
文本来源:欧洲航天局(ESA)
#NASA[超话]##NASA PIC#
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