記者從中國科學技術大學獲悉，該校天文學系活動星系團隊探測到星系中的電離氣體對星系中心輻射作出響應過程中所顯示的關鍵性突變信號，該信號可用于測定星系中電離氣體的密度。研究成果日前發表在天文學領域知名期刊《天體物理學雜志快報》上。
活動星系中心的超大質量黑洞及其吸積盤通過不斷吸積其周邊氣體持續生長，同時所釋放的輻射在電離星際介質并驅動氣體外流，進而對整個星系的演化產生深刻影響。因而，測量黑洞周邊氣體以及星際介質分布是黑洞與星系共同演化研究的基本課題之一，但氣體密度作為一項關鍵物理參數，它的可靠測量卻是該領域的長期難題。傳統方法是利用密度依賴的離子激發態吸收線的線比，但該方法往往不能應用于吸收線展寬巨大造成吸收線混合的情況，而且難以用于大樣本測算分析。
在物理層面上，星系中心電離輻射變化后，電離氣體中電子的復合過程需要一定時間，這一“復合時標”與氣體的密度成反比。此前，中科大科研人員通過考查光變類星體的復合時標，間接測量出氣體的密度，并從理論上提出，吸收線特征對中心輻射的響應可假設為階梯函數形式，即當觀測時間間隔大于復合時標時可以觀測到吸收線的變化，反之則觀測不到吸收線的變化。
根據這一假設，在時間間隔等于復合時標附近應可以觀察到吸收線變化的陡增現象。這種突變信號的成功探測將為該團隊測量氣體密度所采用的上述方法提供強有力的支持。研究團隊通過仔細分析SDSS數據庫中數據質量較高且有數十次觀測的類星體，發現它的幾個不同的吸收線同時存在陡增現象，從而有力地證明了模型假設的可靠性。另外，通過進一步分析，科研人員發現探測率曲線還可以將速度空間和天空位置同時重疊的不同密度氣體成分分離開來，此前并無有效方法做到這一點。
據此，該研究團隊在系列論文中所提出的測量光變類星體中電離氣體密度的“復合時標”方法逐步趨于完善。