Le gaz autour des trous noirs et la distribution moyenne interstellaire sont des facteurs clés pour comprendre la croissance des trous noirs supermassifs et l'évolution de leurs galaxies hôtes. Cependant, comme paramètre crucial, la densité du gaz est difficile à déterminer de manière fiable, car la méthode générale n'est pas applicable à tous les quasars.

Des chercheurs de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) ont détecté pour la première fois une signature « forte augmentation » du taux de détection des variations de la raie d'absorption large (BAL), qui à son tour déduit la densité du gaz ionisé. L'ouvrage a été publié en Les lettres du journal astrophysique le 11 janvier 2021.

L'état d'ionisation d'un écoulement gazeux nécessite une période de temps (échelle de temps de recombinaison, trec) pour répondre aux changements dans le continuum ionisant pour les sorties ionisées. Trec est inversement proportionnel à la densité du gaz.

Par conséquent, une étude précédente rapportée par le groupe du professeur Wang Tinggui et du professeur Liu Guilin de l'USTC du CAS a proposé que la densité du gaz puisse être déterminée en mesurant le trec.

Ils ont supposé que la probabilité de détecter la variabilité d'un BAL avec trec à un intervalle de temps d'observation (ΔT) est une fonction échelonnée. En d'autres termes, la variabilité du BAL peut être détectée lorsque le trec est plus court que le ΔT.

Suivant la même méthode, des phénomènes de forte élévation sont présents dans le taux de détection de plusieurs BAL différents dans le quasar SDSS J141955.26+522741.1 du Sloan Digital Sky Survey Data Release 16 (SDSS DR16), ce qui indique que cette méthode de mesure est fiable.

Les chercheurs ont d'abord découvert que la courbe du taux de détection pouvait être utilisée pour distinguer les composants gazeux de densité différente mais de même vitesse et emplacement, optimiser les travaux du groupe sur la nouvelle méthode de mesure de la densité des gaz par trec.