O gás ao redor dos buracos negros e a distribuição do meio interestelar são fatores-chave para entender o crescimento dos buracos negros supermassivos e a evolução de suas galáxias hospedeiras. Contudo, como um parâmetro crucial, a densidade do gás é difícil de determinar com segurança, porque o método geral não é aplicável a todos os quasares.

Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) detectaram pela primeira vez uma assinatura de 'aumento acentuado' na taxa de detecção de variações da linha de absorção ampla (BAL), que por sua vez deduziu a densidade do gás ionizado. O trabalho foi publicado em The Astrophysical Journal Letters em 11 de janeiro, 2021.

O estado de ionização de uma saída de gás requer um período de tempo (escala de tempo de recombinação, trec) para responder às mudanças no continuum ionizante para os fluxos de saída ionizados. Trec é inversamente proporcional à densidade do gás.

De acordo, um estudo anterior relatado pelo grupo do Prof. Wang Tinggui e do Prof. Liu Guilin do USTC do CAS propôs que a densidade do gás pode ser determinada medindo trec.

Eles assumiram que a probabilidade de detectar a variabilidade de um BAL com trec no intervalo de tempo de observação (ΔT) é uma função degrau. Em outras palavras, a variabilidade do BAL pode ser detectada quando o trec é mais curto do que o ΔT.

Seguindo o mesmo método, fenômenos de aumento acentuado estão presentes na taxa de detecção de vários BALs diferentes no quasar SDSS J141955.26 + 522741.1 do Sloan Digital Sky Survey Data Release 16 (SDSS DR16), o que indica que este método de medição é confiável.

Os pesquisadores descobriram pela primeira vez que a curva da taxa de detecção poderia ser usada para distinguir componentes gasosos com densidade diferente, mas a mesma velocidade e localização, otimizar o trabalho do grupo no novo método de medição da densidade do gás por trec.