高保真度反响映射的观测要求

我们展示了一系列模拟，以证明从时间分辨的分光光度数据集（例如拟议的Kronos卫星将产生的数据）中，可以获得活动星系核发射线区域的高保真度速度-延迟图。虽然先前的反响映射实验已经通过谱线和连续谱变化之间的平均时间延迟$t = R/c$确定了宽发射线区域的尺度$R$，并为超大质量黑洞提供了有力证据，但宽线区域的详细结构和运动学仍然模糊不清且约束不足。在此，我们概述了通过反响技术成功绘制宽线区域所需的技术改进。对于典型的AGN连续谱光变曲线，其特征是幂律功率谱$P(f) \sim f^{-a}$，其中$a = -1.5 \pm 0.5$，我们的模拟表明，像Kronos这样的小型紫外/光学光谱仪将能够清晰地区分当前可行的替代运动学模型。通过以时间间隔$T_{res}$采样光谱并持续总时长$T_{dur}$，我们可以重建高保真度的速度-延迟图，其速度分辨率与光谱相当，延迟分辨率约为$2 T_{res}$，前提是$T_{dur}$至少超过BLR穿越时间三倍。即使是极其复杂的运动学模型，例如叠加了螺旋波模式的 Keplerian 流，在我们模拟的Kronos数据集的地图中也能被清晰分辨。因此，利用Kronos数据进行反响映射很可能将首次提供距超大质量黑洞1-100微角秒的宽发射线区域几何结构和运动学的清晰地图。