利用光学反响映射限制活动星系中黑洞自旋的新方法

通过对约 50 个活动星系核进行宽 Hbeta 发射线的反响映射研究，已确立了宽线区 (BLR) 尺寸与光学光度之间的紧密关系。$R_{blr}$-$L$ 关系源于简单的光电离考量。利用光学厚、几何薄吸积盘的广义相对论模型，我们表明电离光度共同依赖于黑洞质量、吸积率和自旋。电离光度与光学光度之间的非单调关系导致了 BLR 尺寸与光学光度之间复杂的关联。我们表明，Hbeta 对变化连续谱的反响时延对黑洞自旋非常敏感。对于逆行自旋，吸积盘温度过低，导致 BLR 中电离光子匮乏，从而随着光学光度的增加，氢电离前沿收缩，进而缩短 Hbeta 时延。这一效应在经历逆行吸积的高光度类星体中尤为显著，表现为对经典 $R_{blr}$-$L$ 关系的强烈偏离。这可能成为一种估算类星体黑洞自旋并研究其宇宙演化的方法。同时，当前反响映射活动星系样本中观测到的 $R_{blr}$-$L$ 关系散点较小，意味着这些源中的大多数拥有快速自旋的黑洞。