一瞥类星体的核心

原标题：一瞥类星体的核心

当天体3C 273检测1，大多数光学千里镜它看上去就像在咱们银河系的一颗新星。但在1963年，天文学家发明，该对象是从750个megaparsecs（2.4十亿光年）的间隔闪亮。无论这个神秘物体是什么，它发生的辐射都超过万亿颗恒星，来自一个不大于太阳系的地区。诸如3C 273之类的物体现在被称为类星体，而且被懂得为由热气体和灰尘供应经由过程称为吸积盘的布局进入超大品质黑洞。在这一惊人的发明之后的五十五年，3C 273又重新成为人们关注的焦点。在页657，GRAVITY Collaboration 申报了类星体中热气体空间分辩扭转的观察成果，该间隔比曩昔更接近黑洞。

类星体可以发生比它所在的整个星系更多的能量。虽然已知为类星体供应动力的根本机制，但超大品质黑洞及其四周环境的解剖布局尚不清楚。供应黑洞的气体来自哪里？由此发生的激烈辐射对黑洞四周的环境有什么影响？GRAVITY Collaboration的研究成果供应了一种回答这些根本问题的办法。

肯定类星体的布局是困难的，由于黑洞异常小而且远离地球，是以靠近黑洞扭转的气体不能应用千里镜间接成像。相反，天文学家依靠来自单点的电磁辐射的特征来揣摸黑洞四周的气体和灰尘的布局和动力学。这些属性包含颜色，光阴变化，极化和相位 - 电磁波从给定位置的偏移。

在过去的30年里，咱们对类星体黑洞附近的天然气的最好懂得来自于一种称为混响映照的办法，该办法应用光的回波（类似于声音的回波）来绘制黑洞附近的地区。吸积盘在所有方向上发光，此中一些是千里镜间接察看到的，此中一些照亮了四周天然气地区，天文学家称之为宽线地区。光学混响映照丈量宽线地区响应吸积盘照射所需的光阴，这实际上是丈量盘与四周气体之间的间隔。类似于蝙蝠应用回声定位来绘制黑暗洞穴的方式，天文学家丈量光回波以绘制黑洞四周的热气体。

GRAVITY Collaboration已经开始采用另一种技巧，利用智利的GRAVITY仪器在空间上办理这类气体的活动。该仪器是一种干预仪，它结合了直径8米的四个近红外千里镜的光线，发生直径为130米的虚拟“超级千里镜”。由于千里镜的空间分辩率取决于其尺寸，是以应用GRAVITY仪器是成像能力的重要一步。该合作丈量了来自3C 273的光的间接发射与来自宽线地区的光之间的相位偏移，以在空间上首次办理该气体在遥远的类星体中的活动。

该团队在10微秒的尺寸范围内察看到气体中的速率梯度 - 这一成绩与从地球上看月球上的硬币相当。研究人员发明，这类气体的活动与3C 273（图1）投射的已知大型射流（一束带电粒子）垂直。成果表明，气体呈厚环形，半径为0.12秒差距，围绕黑洞扭转，黑洞的品质是太阳品质的3亿倍。这些发明支持从3C 273的混响映照，在的0.08-0.34秒差距从黑洞的间隔表现相似的黑洞品质和引力束缚气体曩昔估计。

图1 | 类星体3C的布局273. 类星体是天文物体，包含被热气体和灰尘包围的超大品质黑洞。当这类材料经由过程称为吸积盘的布局被拉向黑洞时，能量以光的形式释放，而且在类星体3C 273的情况下，被称为射流的带电粒子束。GRAVITY Collaboration 4申报了一种技巧，该技巧能够使被称为宽线地区的3C 273的一部分中的气体扭转在空间上得到办理。研究人员肯定这类气体垂直于射流活动并具有厚环的形状。

对付天文学家来说，对当前工作的兴奋并不是由于成果从根本上改变了咱们对类星体的懂得，而是由于这类使人印象深刻的技巧进步使得光学混响映照的自力穿插反省 - 最广泛应用的肯定布局的办法超大品质黑洞四周的气体。在约莫60个类星体10中丈量了光学混响，而且气体的揣摸特征与类星体的发光度和中心黑洞的品质激烈相关。

这些相关性已应用于包含数千个类星体的大样本。是以，他们了解了咱们对天文学深远影响的懂得，从宇宙时代黑洞和星系的共同演化到宇宙膨胀加速的速率。正如GRAVITY Collaboration申报的那样，经由过程空间分辩干预丈量观察停止自力的穿插反省，对付确认依赖于混响映照成果的稳健性的天体物理学中的几个关键发明异常有用。

重要的是要记住，论文中提出的成果是基于一个特定的类星体。GRAVITY Collaboration察看到3C 273，由于它是光学干预丈量的最好目的。然而，类星体绝不是混响映照的最好目的，这使得很难批判性地比较这两种办法的成果。

展望将来，GRAVITY仪器应该能够在约莫十个其他类星体中空间分辩宽线地区的动力学和方向。为了最好地证实或纠正从混响映照中揣摸的大小和布局，必须应用两种自力技巧对相同的类星体停止协调的活动。GRAVITY仪器正处于其科学运营的开端，这些早期的技巧成绩预示着将来的调查将深入到类星体的心中。