初露端倪!北斗七星活跃星系核极端可变性的原因居然是这个?

活跃星系核(AGN)“SDSS J2232?0806”的多波长光谱能量分布示意图。

活跃星系核(active galactic nucleus,简称AGN)是位于星系中心的致密区域,它发射的光线比其周围的星系光芒都更为明亮。由于星系中心位置要么存在着黑洞,要么有正在进行中的恒星形成运动,所以AGN蕴藏的能量非常强大。据美国“物理学网”(Phys.org)2月26日消息称,一组英国天文学家们开展了一个观测项目来研究一个被命名为“SDSS J2232?0806”、昵称为“北斗七星”(Big Dipper)的AGN的极端变化特性。相关研究人员于2月18日在arXiv.org预印服务器网站上发表了一篇论文来描述这些观测结果,而这一成果为该AGN的这种可变性本质提供了一些新的解释方案。

AGN共有的特征之一是在多个时间尺度上会呈现出显著的多频率变化特性,但是这种可变性背后的驱动机制仍然是天体物理学界一个具有争议的话题。到目前为止,科学家们提出了若干种可能的解释理论,其中包括:星际尘埃消失过程的改变、吸积盘或与其相关的康普顿散射(Comptonisation)区域所释放物质的变化、恒星潮汐所造成的干扰和破坏、内核区域超新星的影响,以及甚至引力微透镜的作用。

为了解答这一不确定性难题,研究人员需要对AGN变化特性进行更多的研究,其中一个研究小组是英国杜伦大学(Durham University)Daniel Kynoch领导的天文学家团队,他们运用了多种地面望远镜进行观测。为了观察和调查“SDSS J2232?0806”的可变特性,他们开展包括光学光度和光谱两方面的监测活动。“北斗七星”是一个红移程度为0.276的AGN,它最初被归类为“慢蓝核超变”(slow-blue nuclear hypervariable)天体。该论文描述道:“在这里,我们报告了迄今为止所获得的11种光谱的分析结果,并汇集了包括红外线、紫外线和X射线观测在内的多种波长数据集。”

Kynoch的研究小组的观测记录中记载了一个重要的变暗事件,以及之后长达大约4年的持续上升阶段。此外,过去的测光档案数据同样显示,过去曾发生过类似的事件。研究人员指出,当人类在1980年代后期观察“SDSS J2232?0806”时,它似乎处于一个相对明亮的状态,然而,2000年所获的亮度数据则位于低很多的最低点。此外,来自卡特琳娜天空测绘(Catalina Sky Survey,简称CSS)项目的光线曲线数据表明,另一个亮度降低事件发生在2005年至2007年之间。研究团队在分析收集到的数据后,排除了“SDSS J2232?0806”的观测结果发生变化的外在原因。他们推导出的结论是,该天体的可变性很可能是由于其吸积物质亮度所发生的内在变化——这可能是内核区域连续辐射过程发生内部改变的结果,而变化的动力主要来自吸积盘内发生的各种物理过程。

尽管目前研究人员还无法确定“SDSS J2232?0806”变化特征的确切起源,但是他们希望未来的观测工作可能会解答这个问题。他们总结道:“诸如‘SDSS J2232?0806’这样的天体挑战了我们的粘性吸积盘理论模型(models of viscous accretion discs),并且它们的数量越来越多。虽然我们无法确定其内部亮度变化的原因,但是在未来我们利用X射线和紫外线对未来变暗事件的监测应该会大大提高和改善我们对这一现象背后过程与机制的理解。”

编译:朱明逸

审稿:三水

责编:南熙