Отображение реверберации

Анимация принципа отображения реверберации (или отображения эха). Свет аккреционного диска вокруг сверхмассивной черной дыры рассеивается от окружающей области широкой линии , вызывая задержанное эхо на более красных длинах волн.

Картирование реверберации (или картирование эха ) — это астрофизический метод измерения структуры области широкой линии (BLR) вокруг сверхмассивной черной дыры в центре активной галактики и, таким образом, оценки массы дыры. Это считается «основным» методом оценки массы, т. е. масса измеряется непосредственно по движению, которое ее гравитационная сила вызывает в близлежащем газе. ^[1]

Закон гравитации Ньютона определяет прямую связь между массой центрального объекта и скоростью меньшего объекта на орбите вокруг центральной массы. Таким образом, для материи, вращающейся вокруг черной дыры, масса черной дыры $M_{\bullet }$ связана формулой

GM_{\bullet }=f\,R_{\text{BLR}}\,(\Delta V)^{2}

среднеквадратичной скорости Δ V газа, движущегося вблизи черной дыры в области широких эмиссионных линий, измеренной по доплеровскому уширению газообразных эмиссионных линий. В этой формуле R _BLR — радиус области широкой линии; G — константа гравитации ; а f — малоизвестный «форм-фактор», зависящий от формы BLR.

Хотя Δ V можно измерить непосредственно с помощью спектроскопии , необходимое определение R _BLR гораздо менее простое. Здесь в игру вступает отображение реверберации. ^[2] Он использует тот факт, что потоки эмиссионных линий сильно изменяются в ответ на изменения в континууме, т. е. на свет от аккреционного диска вблизи черной дыры. Проще говоря, если яркость аккреционного диска меняется, эмиссионные линии, которые возбуждаются в ответ на свет аккреционного диска, будут «отражаться», то есть меняться в ответ. Но свету от аккреционного диска потребуется некоторое время, чтобы достичь области широкой линии. Таким образом, реакция эмиссионной линии задерживается по отношению к изменениям в континууме. Предполагая, что эта задержка обусловлена исключительно временем прохождения света, можно измерить расстояние, пройденное светом, соответствующее радиусу широкой области эмиссионных линий.

Только небольшая горстка (менее 40) активных галактических ядер была точно «нанесена на карту» таким способом. Альтернативный подход заключается в использовании эмпирической корреляции между R _BLR и светимостью континуума. ^[1]

Другая неопределенность – это значение f . В принципе, реакция BLR на изменения в континууме может быть использована для построения трехмерной структуры BLR. На практике количество и качество данных, необходимых для проведения такой деконволюции, непомерно высоки. Примерно до 2004 года f оценивалась ab initio на основе простых моделей структуры BLR. Совсем недавно значение f было определено таким образом, чтобы привести соотношение M-сигма для активных галактик в наилучшее соответствие с соотношением M-сигма для покоящихся галактик. ^[1] Когда f определяется таким образом, отображение реверберации становится «вторичным», а не «основным» методом оценки массы.

Ссылки и примечания

^ Jump up to: ^а ^б ^с Мерритт, Дэвид (2013). Динамика и эволюция галактических ядер . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета . ISBN 9781400846122 .
^ Б. М. Петерсон, К. Хорн, Картирование реверберации активных галактических ядер (2004).

Внешние ссылки

PPT-презентация «Картирование реверберации» (2005 г.)

[DEGN-1] Jump up to: ^а ^б ^с Мерритт, Дэвид (2013). Динамика и эволюция галактических ядер . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета . ISBN 9781400846122 .

[2] Б. М. Петерсон, К. Хорн, Картирование реверберации активных галактических ядер (2004).

[1]

[2]