上海天文台在异常类星体的筛选中取得新进展
近期，由上海天文台与意大利佛罗伦萨天文台组成的国际合作团队，开发了一套高效的异常类星体筛选方法，将目前成对的活动星系核（AGN）候选体数量提升4倍以上。相关研究成果于2024年12月11日发表在国际著名期刊《天文与天体物理》(Astronomy & Astrophysics)上。
作为遥远河外源，类星体一般被视为点源且视差和自行可视为零，是构建天球参考架的理想基准源，同时在揭示天体测量星表的系统误差上也扮演着重要角色。随着天体位置测量达到微角秒精度以及空间分辨率的提高，我们发现部分异常类星体如双活动星系核（dual AGN）、透镜类星体等，难以获取准确的天体测量信息，可能对参考架的整体稳定性和精度产生不利影响。为确保参考架的可靠性和稳定性，必须对这些异常源进行甄别、评估甚至剔除。此外，双活动星系核（dual AGN）以及透镜类星体等异常类星体是超大质量双黑洞的前置阶段，对宇宙学及其它天体物理研究具有重要意义。
因此，如何高效地对数百万的类星体候选体进行天体测量评估并筛选异常类星体，对构建天球参考架和天体物理研究均有重要意义。
在此背景下，上海天文台空间基准建制化团队与佛罗伦萨天文台的Filippo Mannucci教授团队开展合作。通过对光学、红外、天测、光变以及形态学等多维度数据的分析，发现dual AGN和透镜AGN等异常类星体在Gaia光学颜色、WISE红外颜色以及自行、视差等天测参数上与正常单核AGN呈现明显不同的分布特征(见图1)。针对这些展现多峰观测现象的异常类星体，合作团队开发了一整套筛选流程并最终得到了约1800个高可靠的dual AGN候选体（见图2），这个数目比现有的候选体数目提升了4倍以上（见图3）。论文的第一作者、上海天文台博士研究生武琦琦介绍道：“利用红外和天测参数进行类星体候选体的筛选是一种比较传统的方法，我们发现异常类星体与正常活动星系核的特性存在差异，使用以往的判据会损失掉约30%的异常类星体。所以此次研究中我们使用了很宽松的红外-天测判据，同时引入了Gaia颜色，形态学，以及光变等信息确保最终样本的纯度。通过后续的观测验证，我们的样本同时具有高完备性和高可靠性。”
图 1. 异常类星体（Dual AGN和透镜AGN）与正常类星体的天测参数对比，上图为归一化视差，下图为归一化自行。蓝色线条为正常单核活动星系核(ANG)样本，黑色和红色线条为2个异常AGN样本。
图 2. 异常类星体（Dual AGN和透镜AGN）大规模批量化筛选流程图。
图 3. 筛选得到的异常类星体天球分布图。红色圆点为现有的候选体，十字标记为本工作选出的候选体。
通过对新样本初步的光谱观测，我们发现在随机观测的13个源中，有12个源呈现出AGN的发射线特征。这证明了筛选方法极高的准确率，关于这些源的进一步观测与数据处理正在进行中。本工作将为异常类星体研究提供目前数量最多的候选体，相关样本目前已在天文学公共数据平台CDS上发布：https://cdsarc.cds.unistra.fr/viz-bin/cat/J/A+A/692/A154。
文章通讯作者、上海天文台青年研究员廖石龙表示，“这是我们首次从天体测量角度，结合多维度信息进行系统性地筛选异常类星体。下一步我们将制定完备的天体测量评估方法，对所有类星体从天体测量参数、形态及光变特性等多维度进行评估。”文章的共同通讯作者、上海天文台研究员齐朝祥进一步表示，“筛选出具有高天体测量精度、可靠性和稳定性的类星体来构建天球参考架，是满足我国天文研究和保障国家战略需求的重要举措。”
意大利佛罗伦萨天文台的博士研究生M.Scilpi为本文的第二作者，F.Mannucci教授为论文共同通讯作者。该工作得到了中国科学院战略性先导科技A类专项、国家自然科学基金面上项目、中国科学院青年创新促进会以及中国科学院上海分院“抢占制高点青年攀登计划”的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1051/0004-6361/202452291
参考文献：
科学联系人：
武琦琦：wuqiqi@shao.ac.cn
廖石龙：shilongliao@shao.ac.cn
齐朝祥：zxqi@shao.ac.cn
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