活动星系核吸积盘中就地形成大质量恒星支柱结构的速度分辨回声映射诊断

《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》：Non-Axisymmetric Pillar Structures due to Embedded Stars in AGN Accretion Discs

　　

摘要

活动星系核（AGN）吸积盘外部引力不稳定区域可能就地形成大质量恒星，这些恒星产生的加热作用会在盘面形成局部垂直"支柱"结构，且位于宽线发射的同一区域。本文研究了此类支柱结构所产生的回声映射特征。我们计算了这些结构的速度-延迟图 Ψ(λ, τ)、时间演化发射线谱以及连续谱回声时滞谱。我们将每根支柱建模为灯柱照射下盘面高度上的二维高斯扰动，并使用覆盖主要宽线区（BLR）谱线的 Cloudy 光致电离网格对线响应进行加权。我们以 Hα、Mg ii 和 C iv 作为代表性示例进行了展示。单根支柱在 Ψ 图中产生局部热点，并在时间演化谱中呈现清晰的"S波"模式；即使有 N ~ 100 根支柱时，该模式仍然持续存在，尽管有所稀释。支柱后方阴影区域的发射线通量被抑制，但当用 Hβ（或局部连续谱）归一化后，线-Hβ 比值的走向相反：Mg ii/Hβ 上升而 C iv/Hβ 下降。这种对比使得支柱与纯粹的运动学特征相区别，后者会对所有谱线产生相似倍数的调制。在对支柱形状和灯柱高度的扫描中，支柱模型产生的光学连续谱回声时滞谱具有与观测一致的量级。每轨道一次的调制因视角缩短效应随 sin i 增强，而在足够高的倾角下，支柱主体几何地遮挡其朝向灯柱的内侧斜面，增加了更锐利的近/远对比。这些特征为通过速度分辨回声映射观测计划探测 AGN 吸积盘中就地恒星形成提供了观测诊断工具。