残響マッピング

反響マッピング（またはエコーマッピング）は、活動銀河の中心にある超大質量ブラックホールの周囲の広線領域（BLR）の構造を測定し、ブラックホールの質量を推定する天体物理学的手法である。これは「主要な」質量推定手法と考えられており、つまり、質量は重力が近くのガスに引き起こす動きから直接測定される。^[1]

ニュートンの重力の法則は、中心物体の質量と、その中心質量の周りを周回する小さな物体の速度との間に直接的な関係を規定している。したがって、ブラックホールを周回する物質の場合、ブラックホールの質量は次の式で表せる。 ${\displaystyle M_{\bullet}}$

${\displaystyle GM_{\bullet }=f\,R_{\text{BLR}}\,(\Delta V)^{2}}$

ガス輝線のドップラー広がりから測定された、ブラックホール付近のブロード輝線領域を移動するガスのRMS 速度Δ Vです。この式で、 R _BLRはブロード輝線領域の半径、Gは重力定数、f はBLR の形状に依存するあまり知られていない「形状係数」です。

Δ V は分光法を使って直接測定できますが、必要なR _BLRの決定はそれほど簡単ではありません。ここで、反響マッピングが役立ちます。^[2]これは、連続体、つまりブラックホール近くの降着円盤からの光の変化に応じて、輝線フラックスが大きく変化するという事実を利用します。簡単に言えば、降着円盤の明るさが変化すると、降着円盤の光に反応して励起された輝線が「反響」する、つまり反応が変化するということです。しかし、降着円盤からの光がブロードライン領域に到達するには時間がかかります。したがって、輝線の反応は連続体の変化に対して遅れます。この遅れが光の移動時間だけによるものであると仮定すると、ブロード輝線領域の半径に対応する光の移動距離を測定できます。

この方法で正確に「マッピング」された活動銀河核は、ほんの一握り（40個未満）に過ぎません。別のアプローチとしては、 R _BLRと連続光度との間の経験的相関関係を使用する方法があります。^[1]

もう 1 つの不確実性はfの値です。原理的には、連続体の変化に対する BLR の応答を使用して、BLR の 3 次元構造をマッピングできます。実際には、このようなデコンボリューションを実行するために必要なデータの量と品質は法外です。2004 年頃まで、f はBLR の構造の単純なモデルに基づいて最初から推定されていました。最近では、fの値は、活動銀河のM-シグマ関係が静止銀河の M-シグマ関係と可能な限り一致するように決定されています。 ^[1] f がこのように決定されると、反響マッピングは「主要な」質量推定手法ではなく「二次的な」質量推定手法になります。

• 残響マッピング ppt プレゼンテーション (2005)