超大质量黑洞吸积盘边缘的第一条发射线

首次在星系中心探测到的双峰发射线让我们有机会探索中心黑洞周围明亮圆盘的边缘。这不仅证实了我们对超大质量黑洞周围区域的许多猜测，还让我们能够测量圆盘和黑洞本身。

超大质量黑洞和进入其中的物质，即吸积盘， 但我们对它们的了解大多依赖于建模，而不是直接观察。尽管天文学家取得了巨大进步，但地球和银河系中心之间的障碍物太多，无法清楚地看到那里的圆盘与此同时，其他星系距离我们太远，我们无法充分解析它们的盘面来确定它们的边界，更不用说外缘发生的情况了。

至少，天文学家是这么认为的，直到对 III Zw 002 星系的观测结果大大超出了预期。观测到的来自这个距离我们十亿光年的星系的光谱使巴西天文学家首次能够测量超大质量黑洞周围吸积盘的大小。他们还设法确定了它相对于地球的方向以及元素分布的一些情况。

和明星一样，活动星系核（AGN）是黑洞周围的明亮区域，它们产生的热量会在整个电磁波谱中产生光，在特定波长处（称为发射线）的强度更大。发射线是电子（之前被激发到激发态）回落到较低能级的结果。

发射时，每条发射线都对应特定波长的光，与电子所处的能隙不同，而能隙又与电子所绕行的元素不同。然而，当光源快速靠近或远离我们时，。

气体在旋转的超大质量黑洞周围移动得如此之快，以至于一侧的发射线看起来波长略长，这是由于远离运动造成的，而另一侧的发射线看起来比它们的真实波长略短。这就产生了所谓的位于发射线正常值的两侧。

到目前为止，这种双峰只在可见光中的氢辐射中出现过。然而，当使用双子座近红外光谱仪研究 III Zw 002 的光时，Denimara Dias dos Santos 惊讶地发现氧气发出的双峰，以及帕申-阿尔法氢线的红外双峰。Dias dos Santos 是西班牙国家太空研究所的博士生，他得出结论，这些辐射来自距离星系超大质量黑洞中心 18.8 光日的区域。帕申-阿尔法线起源于稍远的地方，半径为 16.8 光日。

相比之下，旅行者 1 号距离太阳的距离为还不到一个光日。

然而，整个圆盘可能延伸得更远。Dias dos Santos 及其同事估计，产生辐射的区域延伸至 52.4 光日。这是对这种圆盘大小的第一个相当精确的观测估计。这个距离不容易进行比较，因为它比最外层的柯伊伯带天体的轨道远 30 倍以上，例如“”，而且还不到到太阳最近邻恒星距离的三十分之一。

“我们之前并不知道 III Zw 002 有这种双峰轮廓，但当我们减少数据时，我们非常清楚地看到了双峰，”团队负责人 Alberto Rodriguez-Ardila 博士在一份声明中说道。陈述“事实上，我们多次减少数据，认为这可能是一个错误，但每次我们都看到同样令人兴奋的结果。”

罗德里格斯-阿迪拉补充道：“这是首次探测到这种双峰轮廓，对一个区域的几何形状施加了严格的限制，否则无法解决。”

假设气体的运动是由黑洞的引力驱动的，研究小组估计其质量是太阳的 4 亿至 9 亿倍，并且该盘的方向与地球呈 18 度。

本研究成果于天体物理学杂志快报