Prof. Liu Hongtao, Ph.D. Feng Haicheng und ihre Mitarbeiter von den Yunnan-Observatorien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften untersuchten den Virialfaktor bei der Schätzung der Virialmassen von supermassereichen Schwarzen Löchern in aktiven galaktischen Kernen (AGNs) durch die nach rot verschobenen breiten Emissionslinien Hβ und Fe II.
Die Studie wurde veröffentlicht in Das Astrophysikalische Journal am 28. März.
Es wird allgemein angenommen, dass der Virialfaktor nur durch die gravitativ gebundenen Konfigurationen von Broad-Line-Regions (BLRs) in AGNs bestimmt wird. Es kann tatsächlich das Gegenteil sein.
Die Forscher maßen den Virialfaktor bei der Bestimmung der Massen supermassiver Schwarzer Löcher, die normalerweise mit der Methode der Reverberation Mapping (RM) oder den entsprechenden sekundären Methoden geschätzt werden. Diese Methoden verwenden den durchschnittlichen Virialfaktor, der von den anderen Methoden für nachhallende abgebildete AGNs in der Nähe abgeleitet wird, was eine größere systematische Unsicherheit der Masse verursacht.
Sie fanden eine positive Korrelation zwischen dem Virialfaktor und der dimensionslosen Akkretionsrate des Schwarzen Lochs, was mit der Vorhersage der Berücksichtigung der Strahlungsdruckkraft übereinstimmt. Es besteht eine dreidimensionale positive Korrelation des Virialfaktors mit der dimensionslosen Anreicherungsrate und dem Linienverhältnis Fe II/Hβ, was darauf hindeutet, dass der Virialfaktor wahrscheinlich von der dimensionslosen Anreicherungsrate und der Metallizität dominiert wird.
„Wir finden auch eine negative Korrelation zwischen der Rotverschiebung von Hβ und der skalierten Größe des Radius der breiten Linienregion in Einheiten des Gravitationsradius des Schwarzen Lochs“, sagte Prof. Feng. Diese negative Korrelation wird natürlich erwartet, wenn die Rotverschiebung von Hβ hauptsächlich von der Schwerkraft des Schwarzen Lochs herrührt. Die Strahlungsdruckkraft der Akkretionsscheibenstrahlung trägt wesentlich zum Virialfaktor bei.
Diese Ergebnisse zeigen, dass die Strahlungsdruckkraft auf die gravitativ gebundenen BLRs von AGNs vorherrschend und nicht vernachlässigbar ist. Diese neuen Erkenntnisse helfen Wissenschaftlern, die makroskopischen Auswirkungen mikrophysikalischer Prozesse sowie die physikalischen Strukturen und Mechanismen in AGNs besser zu verstehen.
HT Liu et al, Messung des Virialfaktors in SDSS-DR5-Quasaren mit rotverschobenen Hβ- und Fe ii-Breitemissionslinien, Das Astrophysikalische Journal (2022). DOI: 10.3847/1538-4357/ac559b