活动星系核与类星体
宽线区
/ BLR /
当你把 AGN 的光分解成光谱时,会看到气体发出的明亮发射线——氢、镁、碳等元素的指纹。在许多 AGN 中,有些谱线被抹宽成又胖又圆的鼓包,而不是尖锐的尖峰。这种抹宽告诉我们,产生它们的气体正同时朝许多方向高速运动。负责这些谱线的云团,统称为宽线区(BLR)。
谱线的宽度通过多普勒频移测量气体内速度的分布:朝我们而来的气体使光蓝移,远离我们的气体使光红移,而满是高速团块的云会把谱线模糊成一条宽带。宽线气体以每秒数千千米运动,这意味着它深陷于黑洞引力之中,离盘很近——通常在几光日到几光月之外,远在尘埃环以内。通过观测宽线在盘变亮几天或几周之后才跟着变亮(一种叫“回响映射”的技术),天文学家测出这个距离,再结合轨道速度,便能称出黑洞本身的质量。
宽线区是 AGN 最有用的诊断之一:它出现还是缺失,是区分“1 型”AGN(能看到宽线)与“2 型”AGN(宽线被尘埃挡住)的主要依据。在统一模型中,每个 AGN 都有宽线区,但我们能否看见它,取决于尘埃环是否挡住了视线。所以宽线区并不是另一种天体——它就是那同一团高速内层气体,只是从不同角度看,有时看得见,有时看不见。
在平静的气体云中本应纤细如刀刃的一条氢谱线,在类星体里却被抹宽到对应约每秒 5000 千米的速度。由谱线宽度和回响映射测得的几光周的半径,天文学家推断出一个约 1 亿太阳质量的黑洞。
高速的内层气体把谱线模糊成宽鼓包——也让我们能称出黑洞质量。
“宽”线之所以宽,并不是因为气体在热学意义上很热;而是因为云团以每秒数千千米绕行,所有这些运动的多普勒频移叠加在一起。把内层气体藏到尘埃后面,宽线就消失了——于是 1 型 AGN 看起来就成了 2 型。
又称
另见