云南天文台在活动星系核宽线区反响映射研究中取得新进展仿佛是科研之神赐予的恩泽

中国科学院云南天文台的研究团队,领衔人为席文哲,近日在活动星系核宽线区反响映射领域取得了新的突破。他们开发了一种利用对比星对时域光谱数据进行二级谱修正的方法,这一方法被应用于修正丽江2.4米望远镜对NGC 5548的反响映射观测数据,并已在《天文与天体物理研究》(Res. Astron. Astrophys.)上发表。这项工作是通过加入紫外截止滤波片来获得无二级谱污染的比较星模板光谱,从而实现流量定标和标准星二级谱影响的去除,再利用比较星Hα吸收线进一步改正目标源和比较星之间二级谱差异。

宽发射线是活动星系核最显著特征之一,它们通常来自于距中心超大质量黑洞数千个引力半径处的宽线区。这些云块在强大的引力作用下高速运动产生速度展宽超过1,000公里/秒的大尺度宽发射线。通过反响映射技术,可以将空间分辨率转化为时间分辨率,从而通过几个月内连续监测获取难以成像观测到的宽线区尺度信息,进而精确测量中心黑洞质量并揭示活动星系核内部物理过程。

尽管目前已经有约百个活动星系成功采用了反响映射方法,但多数集中于Hβ发射线,大部分Hα发射线附近光谱监测数据遭受严重二级谱污染,如丽江2.4米望远镜Grism14中的6300埃蓝端区域极其严重。本工作创新性地加入紫外截止滤波片,以获得无污染比较模板,并利用该模板进行流量定标及去除标准灯泡中可能存在的一、二级遗留效应。此外,还运用较亮恒星Hα吸收带作为参考点,对目标物体及其参照恒星两者间干扰因素再次校正。

本次对于NGC 5548实施的光学条件下,发现所需纠正的污染比例达到30%左右,而这类干扰不仅会显著影响绝对流量与红端形态,而且亦可能造成时间延迟图象上的微小误差。然而,本实验方案有效地减少了这种干扰,使得修复后的高斯分布与纯净型相同,只需2%偏移。在此基础之上,本团队提出了一个适用于视场内同时可见恒明对象时域光学监控数据集群中使用的人工智能调节系统,该系统可以理论上翻倍现有的Hα反馈观察结果,同时允许通过频道解析更深入探索广泛散布之狭窄辐流区域诸物理属性。

本项目得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、云南省基本研究计划以及中国载人航天工程巡视空间望远镜专项科技支持经费等多方资助;同时,由国家天文学数据中心提供关键设备和计划资源支持。此事由云南天文学台官方网站公布。

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