距离超大质量黑洞最近的中性气体相

宽线区 (BLR)已知包含位于距离超大质量黑洞 (SMBH) 位于 r~(few) 10^2-10^3 Schwarzschild 半径内的引力束缚气体。通过强非恒星 AGN 连续辐射照亮，这些气体发射出来自中性氢 (以及其他多电离原子) 的灿烂紫外/可见/近红外线，这些线具有观察到在星系中最宽广的速度轮廓，独特地表明了 SMBH 的深引力井。几乎所有的 BLR 研究都集中在其已 ionized 气体相 (以下简称 BLR+)，该相的典型质量仅为几 10-100 M_Sun，尽管已有中性 BLR 气体储量 (以下简称 BLR0) 的强烈指征显示 M_BLR0~10^{5-6} M_Sun。我们使用 photoionization code CLOUDY，其化学反应性地通过 three-body 反应增强，来探索无尘 BLR 的 1-D 模型，聚焦于 BLR0 条件以及其最常见中性原子和分子的丰度。发现中性原子和分子丰富的 BLR0 气体相位存在于 BLR+ 之下，后者仅占据薄的外层 AGN 辐射气体柱密度，而前者包含了 BLR 气体质量的大部分。原子碳和氧以及 CO 分子可以在 BLR0 中达到显著的丰度，而其在红外和亚毫米波长的线可以提供新的探测 BLR 物理条件和动力学的手段，这些手段不受外层 AGN 小径层中 readily 吸收的 BLR+ 可见/远紫外 (FUV) 线的限制。我们发现，中性原子丰富的中性原子丰富的甚至分子丰富的气体可以存在于 BLR0。中性原子和分子的相应光谱线承诺着一种新的气体动力学光谱窗口，位于~SMBH 附近，不受尘埃吸收的限制。这甚至可能为在强曲时空中进行一般相对论的 novel 测试提供前景。