活动星系核（Active Galactic Nuclei, AGN）是宇宙中最明亮的天体之一，其能量来自星系中心超大质量黑洞吸积气体时释放的引力势能。吸积盘不仅是AGN的中心引擎，其强烈的能量输出还可能通过反馈机制影响星系气体分布与恒星形成。一般认为黑洞的吸积率决定吸积盘的物理结构，因此，研究它们的演化关系对揭示黑洞增长和AGN反馈机制具有重要意义。然而，典型AGN的演化时标长达数十万年，远超人类观测历史。近年来，变脸AGN的发现为破解这一问题提供了机遇：这类源可在短时间内经历剧烈吸积率变化，并伴随宽发射线的出现或消失，是研究吸积盘状态转变的理想目标。

目前，连续谱反响映射（reverberation mapping, RM）是测量吸积盘尺度的主要手段，其核心思想是通过测量不同波长光变之间的时间延迟来推断盘上各辐射区域的空间分布。但大部分观测发现实测的盘尺度普遍大于标准理论预测。这种系统性偏差的成因仍有争议：可能是宽线区辐射的弥散连续（diffuse continuum, DC）成分污染所致，也可能是标准模型本身不完备。传统RM多依赖有限波段的测光数据，难以消除发射线干扰，也无法完整描绘DC分布。更关键的是，大多数研究仅覆盖单一亮度状态，难以揭示吸积盘结构如何随吸积率动态演化。

为解决上述难题，研究人员自2020年起利用丽江2.4米望远镜对著名的变脸AGN NGC 4151开展了长期光谱监测，首次获得覆盖369到937纳米的高质量、纯连续谱光变曲线。由于AGN连续谱时间延迟测量对定标精度要求极高，NGC 4151是目前第二个通过光谱数据实现连续谱RM测量的AGN，也是首个通过地面望远镜完成该工作的目标。自2024年起，该项目进一步联合Swift空间望远镜，实现了从紫外（192.8纳米）到近红外的全波段覆盖。观测结果表明，其实际测得的时间延迟比标准模型预期值大6.6倍。但得益于光谱数据优势，研究人员在延迟-波长曲线中发现DC污染的确凿证据：延迟在巴尔末和帕邢跃迁波段附近明显下降（见图1）。

令人意外的是，测得的延迟随吸积率并非简单的单调变化，而是随光度增大先增加后下降（见图2）。该非单调行为具有高度统计显著性，无法用测量误差解释，明显偏离标准薄盘模型的预期，也不符合DC污染主导的延迟解释。研究人员推测，这种现象可能反映了DC成分同样符合内禀Baldwin效应，即不同亮度状态下DC成分相对贡献的变化：当AGN变亮时，吸积盘的本征辐射响应更强，从而压低了DC所引起的总延迟。

这一发现揭示了AGN连续谱与DC成分之间的动态耦合特性，为构建精细理论模型提供了关键观测证据，也对利用RM技术进行黑洞质量测量的准确性提出了新挑战。研究成果近期以“Discovery of a Luminosity-dependent Continuum Lag in NGC 4151 from Photometric and Spectroscopic Continuum Reverberation Mapping”为题，在国际天文学期刊《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上发表。论文通讯作者是云南天文台封海成和李莎莎、厦门大学孙谋远，合作者来自中国、意大利、西班牙、英国等国家。

该研究得到了国家自然科学基金、云南省科技计划、中国载人航天工程巡天空间望远镜专项科学研究经费支持。

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图1：左上图展示了NGC 4151不同波长相对于Swift UVW2的时间延迟。数据包括Swift测光（蓝点）、丽江测光（绿点）、合成测光（青点）以及光谱测量（红色方块）。黑色实线和红色虚线分别是对所有数据点和仅光谱数据的拟合结果。空心点表示未参与拟合的测量值。左下图是哈勃空间望远镜通过光谱观测对NGC 4593的延迟测量结果。右上图为NGC 4151的平均光谱以及2.4米望远镜各滤光片的透过率曲线。左下图是每隔3纳米从光谱中测得的延迟分布。红色方块和虚线与左图相同，绿色阴影区域表示分析中选取的无发射线波长范围。光谱和滤波片透过率均已改正到静止参考系。

图2：NGC 4151在过去十年内三次观测的时间延迟与光度之间的关系。黑色点表示实际观测到的延迟，红色点为基于标准薄盘模型的X射线再辐射理论预测值。