本文關(guān)鍵詞：活動星系核窄鐵Kα發(fā)射線和類星體吸收線系統(tǒng)中類銀河系塵埃　出處：《中國科學技術(shù)大學》2011年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：本論文主要介紹我們關(guān)于活動星系核(AGN)的兩個方面研究工作。AGN是我們已知宇宙中最明亮的天體之一,其強烈的輻射是來源于環(huán)繞中心超大質(zhì)量黑洞的氣體吸積。AGN提供了獨特的工具去研究強引力場下的物理現(xiàn)象。同時星系形成和演化模型認為活動星系是星系演化的重要階段,對活動星系核的研究也有著重要的宇宙學意義。AGN的超強輻射可以在宇宙中傳播非常遙遠的距離。明亮的高紅移AGN通常被稱作類星體(QSO或者quasar).QSO是高紅移宇宙中能被觀測到的天體中最為豐富的一類源。在高紅移QSO到地球的路徑上存在著很多不能被直接觀測到的暗淡的星系。如果它們正好在QSO的視線方向上,背景QSO的光譜上會產(chǎn)生一些和這些星系相關(guān)的吸收特征。因此,高紅移QSO光譜使得我們可以探測和研究某些位于中間的暗淡星系。這類星系的研究對限制星系形成和演化模型有著重要意義。 在論文的第一部分,我們首先研究了AGN的X射線窄鐵Kα發(fā)射線。在第2章中,我們細致分析了窄鐵Kα線的Baldwin效應。在AGN的X射線波段光譜上,大部分AGN在～6.4 keV附近都探測到了窄鐵Ka發(fā)射線。它來源于遠離吸積盤的冷物質(zhì)受硬X射線照射產(chǎn)生的熒光輻射。利用XMM-Newton望遠鏡,Page等人(2004)發(fā)現(xiàn)窄鐵Kα發(fā)射線的等值寬度(EW)隨AGN光度的增加而減小(EW∝L-0.17±0.08)。這表明鐵Ka發(fā)射線的來源物質(zhì)(可能是塵埃環(huán))的覆蓋因子可能是隨光度的增加而減小的。我們把Chandra HETG對34個Ⅰ型AGN的觀測數(shù)據(jù)與文獻中查找的XMM數(shù)據(jù)結(jié)合起來,組成了一個容量為101個Ⅰ型AGN的較大樣本。利用這個樣本,我們發(fā)現(xiàn)了和以前報道類似的Baldwin效應(EW∝L-0.20±0.04)。然而,我們注意到這個反相關(guān)關(guān)系主要是由射電噪AGN貢獻的,而射電噪源的X射線光譜很可能被其相對論性噴流污染。剔除這些射電噪源后,我們發(fā)現(xiàn)上面的反相關(guān)關(guān)系顯著變?nèi)?EW∝L-0.10±0.05)。我們的蒙特卡洛模擬結(jié)果顯示這個較弱的反相關(guān)關(guān)系極有可能是AGN的X射線連續(xù)譜的較短時標光變引起的觀測效應。在第3章中,我們用AGN的V和K波段的光變時延與窄鐵線線寬的維里乘積計算了10個Ⅰ型AGN的中心黑洞質(zhì)量。比較這些新方法獲得的黑洞質(zhì)量和利用其他方法測量的結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)窄鐵Kα線的觀測線寬比從利用紅外光變時延在塵埃環(huán)運動速度是各向同性的假設(shè)下計算的理論線寬平均大2.6-0.4±0.9倍。我們提出塵埃環(huán)的厚盤模型可能能夠解釋觀測到的更大線寬。另一種可能性是窄線受到了來自寬線區(qū)或吸積盤外圍輻射的較寬鐵Ka線污染。還有可能是窄鐵線起源于蒸發(fā)半徑內(nèi)的氣體,而紅外輻射來自于更靠外的塵埃。利用我們新方法測量的黑洞質(zhì)量和其它方法測量的結(jié)果在統(tǒng)計上沒有顯著相關(guān)性。我們認為這很有可能是因為現(xiàn)在的樣本太小而同時對窄鐵Kα發(fā)射線線寬的測量誤差太大導致的。下一代的X射線望遠鏡有可能確定窄鐵線的起源和證實這種新的測量黑洞質(zhì)量方法的可靠性。 本論文的第二部分是研究類星體吸收線系統(tǒng)(QAL)的塵埃消光。我們感興趣的是尋找QAL中很少見的類銀河系塵埃消光特征。我們開發(fā)了一套高效方法來探測斯隆數(shù)字巡天(SDSS)數(shù)據(jù)中高紅移MgⅡQAL光譜上的銀河系2175-(?)塵埃消光特征。在第4章中,我們報道39個在SDSS DR3光譜中找到的和紅移z～1-1.8的強MgⅡ吸收線關(guān)聯(lián)的2175-(?)吸收坑候選體。這些特殊的MgⅡQAL是從2,951個等值寬度Wγλ27961.0(?),紅移位于1.0z1.86的強MgⅡQAL中選取的。而這些QAL是在Prochter等人2006年構(gòu)建的一個包含7,421個強MgⅡQAL樣本中通過限定紅移范圍選取的。限定紅移范圍是要求可能的2175-(?)消光特征能夠完整地被SDSS光譜波長范圍所覆蓋。同時我們也限定背景類星體的發(fā)射線紅移上限為z=2.1,這樣可以避免Lyα森林吸收線對2175-(?)吸收坑的測量的影響。我們應用FM90(Fitzpatrick Massa 1990)參數(shù)化模型來描述具有2175-(?)吸收特征的MgⅡQAL候選體在其靜止參考系下的光學和紫外消光曲線。而后我們利用自己開發(fā)的模擬手段去計算候選體的2175-A吸收坑的統(tǒng)計置信度。最后我們認定了12個置信度超過5σ的高置信候選體,10個置信度超過4σ的中等置信候選體和17個置信度超過超過3σ的低置信候選體。大多數(shù)候選體中的吸收坑都和在大麥哲倫云星系(LMC)中LMC2區(qū)域觀測到的相對較弱的2175-(?)吸收坑類似,而不是像在銀河系(MW)中觀測到的強吸收坑。這個樣本極大程度地提高了在SDSS光譜上認證的2175-(?)吸收特征的數(shù)目。對候選體的后續(xù)觀測將有助于我們排除一些可能的虛假探測和揭示2175-A QAL的物理和化學本質(zhì)。在第5章,我們研究了關(guān)于兩個紅移約為z～1.4的2175-A QAL的后續(xù)光譜觀測結(jié)果。我們測量了這兩個QAL的金屬吸收線的柱密度和塵埃耗散效應。其中,柱密度是利用表面光深方法測量它們的Keck/ESI光譜上的低電離吸收線得到的。我們發(fā)現(xiàn)它們的塵埃耗散強度和MW中冷氣體云中的測量結(jié)果幾乎一樣。它們的塵埃耗散[Fe/Zn]≈-1.5和[Si/Zn]-0.67也屬于已知QAL中最大的一類。Noterdaeme等人(2009)對另一個紅移z=1.64的2175-A QAL也做過類似的光譜觀測。這個2175-AQAL的塵埃耗散和我們測量的兩個2175-(?) QAL的結(jié)果接近([Fe/Zn]=-1.47 and[Si/Zn]=-1.07).同時Noterdaeme等人還在VLT/UVES的光譜上探測到了來源于2175-A QAL的CI和CO吸收線。我們總結(jié)認為嚴重的塵埃耗散(它是MW中致密冷氣體的特征之一)是產(chǎn)生顯著的2175-(?)塵埃消光特征的必要條件之一。我們發(fā)現(xiàn)的2175-(?)類星體吸收體很有可能是早期宇宙中的類似銀河系的成熟星系。
[Abstract]:AGN is one of the brightest objects in the universe . AGN provides a unique tool to study physical phenomena in a strong gravitational field . In the first part of this paper , we studied AGN ' s X - ray narrow - iron K - 偽 emission line . In chapter 2 , we analyzed the effect of narrow - iron K - 偽 line . The second part of this paper is to study the dust extinction characteristics of quasar absorption line system ( QAL ) . We are interested in finding 2175 - ( ? ) absorption pit candidates in QAL which are rare in QAL . e/Zn]=-1.47 and[Si/Zn]=-1.07). We conclude that the 2175 - ( ? ) quasar absorber is likely to be a similar Milky Way mature galaxy in the early universe .

【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：P158

【共引文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 ;Weighing super-massive black holes with narrow Fe Kα line[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2011年07期

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本文編號：1361250