「非比尋常」的寧靜活動星系核！

活動星系核和黑洞X射線雙星是高能天體物理的重要研究方向。人們發現，它們的黑洞質量M、X射線波段的光度Lx、射電（無線電）波段的光度LR之間在對數空間里存在非常簡單的線性相關（參看下圖1）。這個相關關係被稱為黑洞活動性的基本面（Fundamental Plane）關係，對研究活動星系核反饋、噴流的形成機制等等具有重要意義。

跟人類一樣，黑洞需要通過進食來獲得發光發熱的能量，並提供相對論性噴發的噴流所需要的能量。有趣的是，近鄰宇宙的大部分星系的中央黑洞均處於「嚴重飢餓」（無法吃到足夠多的氣體）狀態，因此這些星系的核區非常不活躍，屬於所謂的「很乖很安靜」的寧靜活動星系核。在黑洞活動性基本面研究中，一個重要的問題是，寧靜活動星系核的基本面關係跟其他更活躍的活動星系核相同還是不同。來自上海天文台的副研究員謝富國（青促會成員）及袁峰研究員最近通過統計研究，在寧靜活動星系核基本面研究上取得新進展。他們對上述重要問題做出了回答：寧靜活動星系核的射電/X射線相關關係與一般的活動星系核顯著不同。他們進一步提出需要基於新的參數空間來研究基本面關係。目前該研究成果已正式發表在2017年2月份的《天體物理學報》（The Astrophysical Journal）。

圖1：活動星系核的黑洞活動性基本面關係圖。

據謝富國副研究員介紹，該研究基於目前最大的寧靜活動星系核樣本，該樣本包含75個寧靜活動星系核的觀測數據。「通過蒙特卡洛模擬方法，結合先驗的貝葉斯分析方法，我們在更大的樣本上確認了前人的工作結果，即跟一般的活動星系核不同，寧靜的活動星系核處在一個新的更陡的射電/X射線相關關係上（參看圖1）。」

「據此，我們認為，如果要更物理地研究基準面關係，需要基於新的空間，也就是要考慮黑洞質量所帶來的尺寸大小對黑洞發光本領光度的影響。」謝富國進一步表示，這種新的參數空間將有利於細分/區分不同吸積模式（往往對應於不同的相對光度），進而確定不同吸積模式下的基準面關係。

寧靜活動星系核符合一個更陡的射電/X射線相關關係，其背後的原因是什麼呢？對此，袁峰研究員解釋說：「射電/X射線流量相關關係是否會發生拐折，以及在多大光度下發生拐折，在理論上有重要的價值，它們將有助於理解寧靜活動星系核的X射線輻射的起源問題。在如此低光度下，相關關係變陡，從理論上來看，這表明寧靜活動星系核的X射線輻射將主要來自噴流，而不是通常認為的熱吸積流。」