發(fā)布時間：2020-05-21 06:09

【摘要】：光變是活動星系核(Active Galactic Nuclei,AGN)的一個重要特征。觀測發(fā)現(xiàn)絕大部分AGN在這種變化下保持原有特征,但少數(shù)在幾年的時標上呈現(xiàn)寬發(fā)射線產(chǎn)生(turn-on)或者消失(turn-off)的現(xiàn)象,即所謂的“變臉”AGN(changing look AGN)。這種有類型轉(zhuǎn)變現(xiàn)象的源在2010年之前只發(fā)現(xiàn)幾例,但近年來隨著時域巡天的開展以及大規(guī)模的重復(fù)光譜樣本的增加,迄今為止“變臉”AGN已經(jīng)增加到60多例。這類極端變化的源為檢驗AGN統(tǒng)一模型以及研究AGN與其宿主星系的共同演化提供了重要對象,成為近幾年該方向的研究熱點。在本博士論文中,我將介紹我在“變臉”AGN方面的一系列工作。首先,我們通過中紅外的光變來判斷類型轉(zhuǎn)變的驅(qū)動機制。類型轉(zhuǎn)變現(xiàn)象有兩種主流解釋:塵埃遮蔽變化或者吸積率突變。通過分析10個“變臉”AGN的WISE中紅外近十年的光變曲線,我們發(fā)現(xiàn)它們在類型轉(zhuǎn)變的過程中,其中紅外波段都存在非常顯著的光變,且光變行為滯后響應(yīng)于光學波段的變化。我們的分析表明中紅外大幅度的光變、短暫的變化時標無法用塵埃遮蔽變化來解釋;而中紅外光變行為滯后響應(yīng)于光學的特征恰好與吸積率大幅變化引起的塵埃回響一致,我們進而判定是黑洞吸積率的變化引起了 AGN的類型發(fā)生轉(zhuǎn)變。同時,我們發(fā)現(xiàn)當AGN有“turn-on”現(xiàn)象發(fā)生時,中紅外的顏色有從星系型轉(zhuǎn)變?yōu)锳GN型的趨勢;反之,有“turn-off”現(xiàn)象發(fā)生時,則中紅外顏色從AGN型變到星系型。另外,我們根據(jù)中紅外的光變特征成功預(yù)言了其中四個“變臉”AGN會發(fā)生二次轉(zhuǎn)變。其次,根據(jù)中紅外光變存在滯后響應(yīng)光學光變的現(xiàn)象,我們從Gaia變源數(shù)據(jù)庫中選擇了四個光學有顯著變化且中紅外有探測的源。這四個源都是AGN(其中兩個為我們新認證的)。我們利用反響映射方法測出了中紅外對光學的時間延遲,得到了塵埃環(huán)的平均尺度。我們發(fā)現(xiàn)中紅外波段塵埃環(huán)沒有明顯的分層結(jié)構(gòu),且測得的塵埃環(huán)尺度與前人用近紅外波段測得的結(jié)果一致,符合時延和光度的關(guān)系:△τ∞L0.5。尋找更多“變臉”AGN對于研究黑洞吸積物理、AGN和其宿主星系的共同演化、AGN宿主星系的性質(zhì)有重要意義,因此有效地選擇“變臉”AGN候選體至關(guān)重要。我們承接第一項工作,提出了用中紅外流量和顏色變化來尋找“變臉”AGN的方法。我們從斯隆數(shù)字巡天(SDSS)的AGN光譜庫出發(fā),結(jié)合WISE中紅外數(shù)據(jù),篩選出300多個中紅外有大變幅且顏色從AGN型變?yōu)樾窍敌偷摹皌urn-off”候選源。我們對其中7個源進行后續(xù)光譜觀測,發(fā)現(xiàn)6個源有寬線消失的現(xiàn)象(保守地認為其中3個確實發(fā)生了“turn-off”現(xiàn)象,另外3個由于光譜信噪比較低有待進一步研究)。我們的研究結(jié)果表明,將中紅外光變和顏色變化相結(jié)合,可能是尋找“變臉”AGN非常高效的方法。該方法亦可以用于從星系樣本中尋找“turn-on”的AGN。后續(xù)我們將對剩余“turn-off”樣本以及新選擇的“turn-on”樣本進行觀測,預(yù)期發(fā)現(xiàn)更多的“變臉”AGN。此外,在博士期間,我還參與并完成了 1.2米望遠鏡雙通道成像儀的安裝、調(diào)試工作。該設(shè)備主要用寬、窄帶測光反響映射研究AGN寬線區(qū)的結(jié)構(gòu),檢驗R-L關(guān)系在高光度AGN中的行為以及該關(guān)系作為宇宙學距離測量的可靠性。我們完成了觀測計劃輔助程序以及數(shù)據(jù)處理的Pipeline。之后我們將對大樣本的AGN開展觀測。
【圖文】：

色字標注了邋ＡＧＮ基本的結(jié)構(gòu)；綠色字和箭頭表示從該視角觀測將得到的ＡＧＮ類逡逑型。例如，從塵埃環(huán)盤赤道面進行觀測，將得到Ｔｙｐｅ邋２型；而從塵埃環(huán)軸向觀測逡逑則得到Ｔｙｐｅ邋１型（紅色矩形框標示，觀測到的光譜見圖１．２）。圖取自Ｒｅｙｎｏｌｄｓ邋ｅｔ逡逑ａｌ．邋（２０１４）。逡逑６）噴流：部分ＡＧＮ會在極向出現(xiàn)很強的相對論性噴流，尺度可以延伸到逡逑？ｌ0６ｐｃ，這是ＡＧＮ對宿主星系反饋的重要證據(jù)。逡逑在統(tǒng)一模型框架下，我們可以很自然地理解ＡＧＮ諸多的觀測現(xiàn)象：當我們逡逑沿塵埃環(huán)軸向進行觀測時，可以同時看到從吸積盤、寬線區(qū)、窄線區(qū)發(fā)出的光，逡逑因此光學光譜上同時有寬、窄發(fā)射線（Ｔｙｐｅ邋１型）；但當我們從塵埃環(huán)赤道面方向逡逑進行觀測時，大尺度的塵埃環(huán)將寬線區(qū)擋住了，只能看到更大尺度上的窄發(fā)射線逡逑（Ｔｙｐｅ邋２型）；另外當我們從塵埃環(huán)邊緣看過去（塵埃環(huán)部分遮蔽），ＡＧＮ就呈現(xiàn)出逡逑了一些中間類型，例如Ｔｙｐｅ邋１．５，邋Ｔｙｐｅ邋１．８邋（中間態(tài)的定義見表１．１）。對一些Ｔｙｐｅ逡逑２型ＡＧＮ進行偏振觀測

邐６０００逡逑Ｅｍｉｔｔｅｄ邋ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋（Ａ）逡逑圖１．２不同炎增的ＡＧＮ的光學光譜逡逑注：圖Ａ為ＢＬ邋Ｌａｃ邋（蝎虎座耀變體，Ｂｌａｚａｒ）和類星體平均譜；圖Ｂ為Ｔｙｐｅ邋１和逡逑Ｔｙｐｅ邋２型Ｓｅｙｆｅｒｔ星系，可以看到Ｔｙｐｅ邋Ｉ同時具有寬、窄發(fā)射線，而Ｔｙｐｅ邋２只有窄逡逑線；圖Ｃ為低電離發(fā)射星系和正常星系；圖Ｄ為寬線射電星系（ＢｒｏａｄＬｉｎｅＲａｄｉｏ逡逑Ｇａｌａｘｉｅｓ）和窄線射電星系（Ｎａｒｒｏｗ邋Ｌｉｎｅ邋ＲａｄｉｏＧａｌａｘｉｅｓ）。圖取自邋Ａｎｄｉｋａ邋（２0丨６）。逡逑衣１．１邋Ｔｙｐｅ邋１、２及中問態(tài)類型分炎逡逑類型邐描述逡逑（１）邐（２）逡逑Ｔｙｐｅ邋Ｉ邐巴爾末線同時有寬、窄成分逡逑Ｔｙｐｅ邋１．５邐Ｈ／？、Ｈ？同時有寬、窄成分，但更高階的巴爾末線寬成分很弱逡逑Ｔｙｐｅ邋１．８邐Ｈ／？寬成分很弱，，而更高階的巴爾末線沒有寬成分逡逑Ｔｙｐｅ邋１．９只有Ｈｏｔ有寬成分逡逑Ｔｙｐｅ邋２邐巴爾末線沒有寬成分逡逑注：第１列中的分類由Ｈ々、Ｈ？寬發(fā)射線的強度決定
【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】：2019
【分類號】：P157.6

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本文編號：2673835