Gas runt svarta hål och interstellär mediumdistribution är nyckelfaktorer för att förstå tillväxten av supermassiva svarta hål och utvecklingen av deras värdgalaxer. Dock, som en avgörande parameter, gasdensiteten är svår att bestämma tillförlitligt, eftersom den allmänna metoden inte är tillämplig på alla kvasarer.

Forskare från University of Science and Technology of China (USTC) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) upptäckte för första gången en "skarp ökning"-signatur i detekteringshastigheten för variationer med bred absorptionslinje (BAL), vilket i sin tur härledde joniserad gasdensitet. Verket publicerades i The Astrophysical Journal Letters den 11 januari, 2021.

Joniseringstillståndet för ett gasformigt utflöde kräver en tidsperiod (rekombinationstidsskala, trec) för att svara på förändringar i det joniserande kontinuumet för de joniserade utflödena. Trec är omvänt proportionell mot gasdensiteten.

Följaktligen, en tidigare studie som rapporterats av gruppen av prof. Wang Tinggui och prof. Liu Guilin från USTC vid CAS föreslog att gasdensiteten kan bestämmas genom att mäta trec.

De antog att sannolikheten för att detektera variabiliteten för en BAL med trec vid observationstidsintervall (ΔT) är en stegfunktion. Med andra ord, BAL-variabiliteten kan detekteras när trec är kortare än ΔT.

Följer samma metod, kraftiga ökningsfenomen finns i detektionshastigheten för flera olika BAL i kvasaren SDSS J141955.26+522741.1 från Sloan Digital Sky Survey Data Release 16 (SDSS DR16), vilket indikerar att denna mätmetod är tillförlitlig.

Forskare fann först att detektionshastighetskurvan kunde användas för att särskilja gasformiga komponenter med olika densitet men samma hastighet och plats, optimera gruppens arbete med den nya metoden att mäta gasdensitet med trec.