活躍星系核與類星體
寬線區
/ BLR /
當你把 AGN 的光分解成光譜時,會看到氣體發出的明亮發射線——氫、鎂、碳等元素的指紋。在許多 AGN 中,有些譜線被抹寬成又胖又圓的鼓包,而不是尖銳的尖峰。這種抹寬告訴我們,產生它們的氣體正同時朝許多方向高速運動。負責這些譜線的雲團,統稱為寬線區(BLR)。
譜線的寬度通過都卜勒頻移測量氣體內速度的分佈:朝我們而來的氣體使光藍移,遠離我們的氣體使光紅移,而滿是高速團塊的雲會把譜線模糊成一條寬帶。寬線氣體以每秒數千公里運動,這意味著它深陷於黑洞重力之中,離盤很近——通常在幾光日到幾光月之外,遠在塵埃環以內。通過觀測寬線在盤變亮幾天或幾週之後才跟著變亮(一種叫「回響映射」的技術),天文學家測出這個距離,再結合軌道速度,便能稱出黑洞本身的質量。
寬線區是 AGN 最有用的診斷之一:它出現還是缺失,是區分「1 型」AGN(能看到寬線)與「2 型」AGN(寬線被塵埃擋住)的主要依據。在統一模型中,每個 AGN 都有寬線區,但我們能否看見它,取決於塵埃環是否擋住了視線。所以寬線區並不是另一種天體——它就是那同一團高速內層氣體,只是從不同角度看,有時看得見,有時看不見。
在平靜的氣體雲中本應纖細如刀刃的一條氫譜線,在類星體裡卻被抹寬到對應約每秒 5000 公里的速度。由譜線寬度和回響映射測得的幾光週的半徑,天文學家推斷出一個約 1 億太陽質量的黑洞。
高速的內層氣體把譜線模糊成寬鼓包——也讓我們能稱出黑洞質量。
「寬」線之所以寬,並不是因為氣體在熱學意義上很熱;而是因為雲團以每秒數千公里繞行,所有這些運動的都卜勒頻移疊加在一起。把內層氣體藏到塵埃後面,寬線就消失了——於是 1 型 AGN 看起來就成了 2 型。
又稱
另見