北京大學總裁班網訊 類星體作為宇宙中發光最強的活動星系核，是研究遙遠宇宙的重要探針，其巨大能量來自于中心超大質量黑洞吸積周圍物質所釋放出的引力能。按照光譜型態的不同，活動星系核一般被分為兩類，有寬發射線的I型活動星系核和只有窄發射線的II型活動星系核。

　　近幾年來，極少數活動星系核光譜中的寬發射線被觀測到在幾年的時間內會消失，有的在隨后幾年內甚至又會重新出現寬發射線，這些在短時間內光譜型態發生顯著變化的特殊天體被稱為“變臉”(changing-look)活動星系核。盡管至今只有20多個這樣的特殊天體被發現，但它們嚴重挑戰了天文界普遍認可的活動星系核統一模型。按照此模型，I型活動星系核與II型活動星系核主要是由于相對觀測者的視線方向不同所致，短期內二者是很難相互轉化的。

　　目前對于這些活動星系核“變臉”的物理機制還存在爭議，主要有三種不同的解釋。第一種解釋是由于大量物質運動而造成的對中心輻射遮擋效應的不同導致的光譜型態變化。第二種解釋是這種轉變是活動星系核中心超大質量黑洞在不同時期對周圍物質的吸積率變化造成的。第三種解釋是一顆恒星被超大質量黑洞潮汐瓦解時造成黑洞吸積的狀態在寧靜和活動之間轉換。

　　近年來，北京大學科維理天體物理研究所吳學兵教授領導的團隊加入到變臉活動星系核的搜尋中，并發現了21個紅移在0.08到0.58之間的變臉類星體。其中10個是利用我國天文大科學工程郭守敬望遠鏡(LAMOST)的光譜巡天數據發現的，6個是利用中國科學院國家天文臺興隆觀測站2.16米光學望遠鏡的光譜觀測發現的，5個是利用美國斯隆數字巡天(SDSS)的光譜數據庫發現的。這是國際上首次大規模地發現變臉類星體，使得這類天體被發現的數目增加了一倍。研究論文于2018年8月1日在著名天文刊物美國《天體物理學雜志》(Astrophysical Journal)發表，剛畢業的博士研究生楊倩為第一作者。

　　北京大學團隊發現的21個變臉類星體的轉變時標約為1年到13年，證實了在短時間內這些天體的劇烈變化。當這些類星體的活動“開啟”(或“熄滅”)時，伴隨著連續譜輻射在光學和紅外波段的增亮(或變暗)。其中至少10個類星體在光學和紅外波段的光變幅度與不同的遮擋消光機制(即上面所提第一種解釋)有3σ置信度以上的不符合。此外，這些源在光學波段的顏色是眾所周知的“越亮越藍”，在中紅外波段的顏色卻是“越亮越紅”。這一觀測現象可能是由于當活動星系核的活動變得劇烈時，長波端中紅外輻射比短波段中紅外輻射會更加明顯地受到熱塵埃輻射的影響所造成的。

　　活動星系核變臉的物理機制對于研究活動星系核的演化至關重要。目前，北京大學天文團隊正利用國內外望遠鏡對許多變臉類星體候選體進行光譜觀測，有望發現更多的變臉類星體，以促進對這類特殊天體“變臉”物理機制的理解。

　　本研究得到國家科技部重點研發專項和國家自然科學基金委的經費支持。

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