?阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）位于智利北部阿塔卡马沙漠，是由射电望远镜构成的天文干涉仪。图片来自：ESO/C. Malin[C II]158um精细结构线在高红移类星体-星爆系统中被广泛探测到。[C II]线是星际介质中的主要冷却线之一。它可以直接示踪恒星形成活动的分布和原子态/电离态气体的运动学特征。ALMA在14颗红移在5.7-7.1的类星体中探测到亚角秒量级分辨率的[C II]线，这些观测给出了1.5-3.3千秒差距的[C II]尺寸。其中6颗类星体探测到了明显的速度梯度，这为限制寄主星系的动力学质量提供了依据。这些红移是6左右的类星体黑洞质量和核球质量之比在近域宇宙关系之上，然而这些工作受到ALMA早期中等分辨率（典型值约0.7角秒）观测的限制，因为星系的倾斜角和本征旋转速度的简并会导致星系动力学质量的很大偏差。
北京大学科维理天文与天体物理研究所王然课题组主要研究红移大于5.7的远红外亮类星体的星际介质。她们首先利用IRAM 30米望远镜和詹姆斯·克拉克·麦克斯维尔望远镜（JCMT）选取红移大于5.7的远红外亮类星体，这些类星体的寄主星系中有剧烈的恒星形成活动，恒星形成率为每年几百到几千个太阳质量。她们还采用甚大天线阵（VLA）从红移是6左右的类星体中探测到了CO（2-1），这给出了寄主星系中数量级是10^10太阳质量的分子气体。她们近期使用ALMA高分辨率[C II]线观测研究一颗红移是6.13的远红外亮类星体ULAS J1319+0950的气体动力学。这项工作由王然研究员指导，天文学系博士研究生邵亚莉担任第一作者完成的，并被American Astronomical Society（aasnova.org）推选为重点研究工作。此次ALMA的观测角分辨率约为0.3角秒，并且此次观测的[C II]线和尘埃连续谱都可分辨，源的大小约为3.57X2.94千秒差距。观测到的[C II]速度场有明显的速度梯度，这可以用来限制寄主星系的动力学质量。她们采用tilted ring模型模拟了速度场，在一定程度上修正了倾斜角和旋转速度的简并。模型给出了黑洞质量和动力学质量之比是近域宇宙关系的四倍，这说明这个早期宇宙中的类星体的超大质量黑洞要先于其寄主星系演化。
左上图：[C II] 强度图；右上图：[C II] 速度场；左下图：tilted ring 模型；右下图：旋转曲线。
文章链接：http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aa826c
AAS Nova链接: http://aasnova.org/2017/09/06/alma-finds-hints-of-early-black-hole-growth/
编辑：江南
