近期，厦门大学顾为民教授的研究团队基于国家重大科技基础设施郭守敬望远镜（LAMOST）和美国斯隆数字巡天项目（SDSS）的多历元光谱数据，新发现了40个“变脸”活动星系核（CL-AGN）和29个“变脸”活动星系核候选体。该研究结果扩大了CL-AGN的样本数量，为后续研究吸积盘态转变及相关物理机制提供了更多的观测依据。 

该研究工作已被国际天文学期刊《天体物理学报》（ApJ）接受发表，论文标题为“Newly discovered Changing-look Active Galactic Nuclei from SDSS and LAMOST Surveys”。该研究论文的第一作者是厦门大学天文学系博士生董倩，共同通讯作者是顾为民教授和张志翔博士。

研究背景

在浩瀚的宇宙中，活动星系核（AGN）以其强大的能量释放吸引着天文学家的目光。AGN由中心超大质量黑洞、吸积盘、宽线区、窄线区和尘埃环组成。中心黑洞吸积周围气体产生的辐射照射周围冷气体，产生观测到的宽发射线和窄发射线。天文学家根据是否存在宽发射线将AGN分为Ⅰ型和Ⅱ型。传统的AGN统一模型将AGN类型归因于视向效应，即尘埃环在观测者视线方向对宽线区的遮挡。然而，随着观测数据的增多，一个令人疑惑的现象出现了：一些AGN的宽发射线在短时间尺度内（几个月至几十年）出现或消失，其光谱类型发生转变。天文学家将这种类似川剧“变脸”的AGN称为“变脸”活动星系核（CL-AGN），如图1所示。观测研究表明大部分CL-AGN的快速“变脸”与吸积模式的变化或吸积率的显著变化有关。

图1：CL-AGN J094838.42+403043.7的SDSS和LAMOST光谱的光谱拟合结果。左上图显示SDSS光谱的拟合结果，左下图为H-beta和H-alpha发射线区域的放大图，可见明显的宽发射线成分。右上图为LAMOST光谱的拟合结果，右下图显示H-beta宽发射线完全消失，仅残留窄线成分，H-alpha发射线强度显著降低。

变脸之“谜”

经典标准薄盘理论预言AGN的吸积模式变化或吸积率显著变化需要数万年的时标，然而观测到的“变脸”时标却比理论预期小了3-4个数量级。快速“变脸”现象对经典吸积理论提出了严峻挑战，对理解AGN结构和吸积过程具有重要意义。鉴于“变脸”的物理机制尚不清楚，扩大CL-AGN和重复CL-AGN的样本将有助于揭示“变脸”现象的本质。

基于大样本的新发现

该研究基于LAMOST和SDSS的多历元光谱数据，通过分析H-beta发射线的出现和消失证认CL-AGN。研究工作获得了51个CL-AGN，其中40个为首次发现，伴随明显的光学或中红外波段显著光变。此外，该研究还获得了31个候选体，其中2个在前人研究中被证认为CL-AGN，这些候选体表现出明显的发射线变化，但是没有显著光变或缺乏测光数据的支撑。值得一提的是，研究团队还发现了一个重复CL-AGN，其在12年内经历了H-beta发射线的消失与再现的过程，如图2所示。该研究工作得到了国家自然科学基金项目的资助。

图2：重复CL-AGN J132421.98+280238.3的三个不同历元的光谱。MJD 53471和MJD 57755的光谱呈现显著的H-beta发射线，但MJD 56718的光谱中H-beta宽发射线消失。H-beta发射线的消失和再现现象表明该源出现了重复“变脸”现象。                                            

论文链接：https://arxiv.org/abs/2408.07335