中美科學家首次解釋神秘類星體主序（圖）

　2014年09月12日 07:26

　　來源：鳳凰科技

　　鳳凰科技訊 北京時間9月12日消息 科學日報報道，類星體是位於遙遠巨大星系內部的超大質量黑洞。它們是夜空中整個電磁譜里最明亮的信號燈，能夠快速吸收積累物質至黑洞中心。而美國卡內基梅隆哈勃研究人員沈悅（Yue Shen）和中國北京大學科維理天文與天體物理研究所（KIAA）的何子山(Luis Ho)進行的最新研究解決了困擾天文學家長達20年的類星體之謎，這項研究被發表在9月11日的期刊《自然》上。研究顯示大多數觀察到的類星體現象都可以用兩個簡單的量來統一：一個描述黑洞吸食的效率，另一個則反應了天文學家的觀察角度。

　　

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　　天文學家觀察到的類星體一般會表現出一系列廣泛的外向特性，反應出它們中央附近區域的環境條件的多樣性。儘管存在多樣性，類星體在它們可量化的物理特性方面卻有著令人驚訝的規律性，遵循20多年前發現的已充分明確的趨勢（被稱為類星體的主序）。沈和何解決了類星體研究里長達20年的謎題：什麼統一了這些特性從而形成主序？

　　利用來自斯隆數字巡天（Sloan Digital Sky Survey，縮寫為SDSS）里20000個類星體的目前為止最大最均勻的樣本，並結合好幾項創新性統計測試，沈和何展示了與黑洞吸積相關的一個特性，也就是愛丁頓比率，是所謂的主序背後的驅動力量。愛丁頓比率描述了物質為黑洞供給燃料的效率，也就是拖拽物質落入黑洞的引力和驅動向外輻射的光度之間的競爭。這種引力和光度之間的拖拉一直被科學家懷疑是主序的幕後推手，而沈和何的研究最終證實了這一假設。

　　此外，更重要的是他們發現天文學家觀察黑洞內部區域時視線角的方向在觀測黑洞深處快速移動氣體方面起著關鍵作用，這些氣體會在類星體光譜里產生廣闊的發射譜線。這改變了科學家們對黑洞最臨近的發射譜線區域，也被稱為寬線的幾何學理解：氣體以平坦類似烤薄餅的樣式分佈。進一步的研究將幫助天文學家提高對類星體黑洞質量的測量。

　　「我們的發現對於類星體研究具有深遠的啟示意義。簡單的統一模式為更好理解超大質量黑洞是如何積累物質並與周圍環境發生相互作用的鋪平了道路。」沈說道。「更好的黑洞質量測量也有益於一系列應用領域，例如對超大質量黑洞的宇宙增長以及它們在星系形成中所起作用的理解。」（編譯/嚴炎劉星）