信州大学全学教育机构的三泽透教授、东京大学研究生院理学系研究科天文学专业的柏川伸成教授以及东京理科大学教养教育研究院的大越克也教授等人组成的研究团队全球首次发现，在遥远的宇宙中存在的明亮星系的中心核（类星体）内部结构（尘埃环）可能会对周围广阔区域分布的气体（星系际气体）产生各向异性影响。
图1：使用后方的其他类星体的光谱，可以调查前方BAL类星体横向（切线方向）的气体电离水平。（供图：信州大学）
类星体会释放出强烈的紫外线，因此会电离星系周边存在的氢（星系际气体）。如果这种紫外线辐射是各向同性的，那么无论方向如何，星系周围气体的电离程度（电离水平）应该是一定的，但据之前的研究报告，电离水平是有偏差的。电离程度可以通过电子被剥离之前的氢（中性氢）的剩余量来测量。中性氢具有吸收特定光的性质，因此如果类星体前大量存在中性氢，那么在类星体光谱上会被记录为吸收线。研究团队使用这种方法调查中性氢的量发现，类星体附近（几百万光年以内）的吸收线变弱（说明电离水平较高）。这种现象称为视线邻近效应。
此次，研究团队考虑各种条件后，从包含约75万个天体的斯隆数字巡天（SDSS）项目的类星体目录中选出了12个理想的BAL类星体。BAL类星体在光谱上具有称为BAL的特殊吸收结构。除SDSS的数据外，研究团队还利用昴星团望远镜重新进行了详细的观测，发现BAL类星体切线方向的吸收比较弱，吸收强度还不到BAL的常规类星体（non-BAL类星体）周围的四分之一。
这个结果表明，BAL类星体切线方向的星系际气体的电离水平比较高（暴露在大量紫外线下），其原因可以用来自尘埃环的各向异性紫外线辐射来解释。这表明类星体内部的环形尘埃环可能再现了各向异性辐射。
宇宙中分布的星系际气体已经被类星体和星系释放的紫外线逐渐电离。类星体的紫外线辐射为各向异性的发现将成为详细探索宇宙电离历史的重要信息。
此次的研究是利用相对较少的12个天体样本实施的，今后还需要增加更多的样本展开更详细的探。利用昴星团望远镜2024年开始运行的新观测装置“超广视野多天体光谱仪（PFS）”，可以一次获得大量黑暗天体的光谱，有望大幅度推进研究的进展。
三泽教授表示：“这项研究成果是花了5年时间取得的宝贵成果。不过，样本数量还不够的。今后，我们将利用昴星团望远镜上搭载的PFS扩大观测对象，同时高精度确认类星体对周边气体的影响。”
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：The Astrophysical Journal (2022, ApJ, 933, 239)
论文：Exploratory Study of Transverse Proximity Effect around BAL Quasars
DOI：doi.org/10.3847/1538-4357/ac7715
