本文關(guān)鍵詞：活動(dòng)星系核窄鐵Kα發(fā)射線和類(lèi)星體吸收線系統(tǒng)中類(lèi)銀河系塵埃　出處：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2011年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：本論文主要介紹我們關(guān)于活動(dòng)星系核(AGN)的兩個(gè)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(qiáng)烈的輻射是來(lái)源于環(huán)繞中心超大質(zhì)量黑洞的氣體吸積。AGN提供了獨(dú)特的工具去研究強(qiáng)引力場(chǎng)下的物理現(xiàn)象。同時(shí)星系形成和演化模型認(rèn)為活動(dòng)星系是星系演化的重要階段,對(duì)活動(dòng)星系核的研究也有著重要的宇宙學(xué)意義。AGN的超強(qiáng)輻射可以在宇宙中傳播非常遙遠(yuǎn)的距離。明亮的高紅移AGN通常被稱(chēng)作類(lèi)星體(QSO或者quasar).QSO是高紅移宇宙中能被觀測(cè)到的天體中最為豐富的一類(lèi)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(cè)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(huì)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(cè)和研究某些位于中間的暗淡星系。這類(lèi)星系的研究對(duì)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(xì)致分析了窄鐵Kα線的Baldwin效應(yīng)。在AGN的X射線波段光譜上,大部分AGN在～6.4 keV附近都探測(cè)到了窄鐵Ka發(fā)射線。它來(lái)源于遠(yuǎn)離吸積盤(pán)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(yuǎn)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(lái)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(duì)34個(gè)Ⅰ型AGN的觀測(cè)數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)中查找的XMM數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái),組成了一個(gè)容量為101個(gè)Ⅰ型AGN的較大樣本。利用這個(gè)樣本,我們發(fā)現(xiàn)了和以前報(bào)道類(lèi)似的Baldwin效應(yīng)(EW∝L-0.20±0.04)。然而,我們注意到這個(gè)反相關(guān)關(guān)系主要是由射電噪AGN貢獻(xiàn)的,而射電噪源的X射線光譜很可能被其相對(duì)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(gè)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(shí)標(biāo)光變引起的觀測(cè)效應(yīng)。在第3章中,我們用AGN的V和K波段的光變時(shí)延與窄鐵線線寬的維里乘積計(jì)算了10個(gè)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(cè)量的結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)窄鐵Kα線的觀測(cè)線寬比從利用紅外光變時(shí)延在塵埃環(huán)運(yùn)動(dòng)速度是各向同性的假設(shè)下計(jì)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(pán)模型可能能夠解釋觀測(cè)到的更大線寬。另一種可能性是窄線受到了來(lái)自寬線區(qū)或吸積盤(pán)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(lái)自于更靠外的塵埃。利用我們新方法測(cè)量的黑洞質(zhì)量和其它方法測(cè)量的結(jié)果在統(tǒng)計(jì)上沒(méi)有顯著相關(guān)性。我們認(rèn)為這很有可能是因?yàn)楝F(xiàn)在的樣本太小而同時(shí)對(duì)窄鐵Kα發(fā)射線線寬的測(cè)量誤差太大導(dǎo)致的。下一代的X射線望遠(yuǎn)鏡有可能確定窄鐵線的起源和證實(shí)這種新的測(cè)量黑洞質(zhì)量方法的可靠性。 本論文的第二部分是研究類(lèi)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(jiàn)的類(lèi)銀河系塵埃消光特征。我們開(kāi)發(fā)了一套高效方法來(lái)探測(cè)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(bào)道39個(gè)在SDSS DR3光譜中找到的和紅移z～1-1.8的強(qiáng)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(gè)等值寬度Wγλ27961.0(?),紅移位于1.0z1.86的強(qiáng)MgⅡQAL中選取的。而這些QAL是在Prochter等人2006年構(gòu)建的一個(gè)包含7,421個(gè)強(qiáng)MgⅡQAL樣本中通過(guò)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(zhǎng)范圍所覆蓋。同時(shí)我們也限定背景類(lèi)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(duì)2175-(?)吸收坑的測(cè)量的影響。我們應(yīng)用FM90(Fitzpatrick Massa 1990)參數(shù)化模型來(lái)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(xué)和紫外消光曲線。而后我們利用自己開(kāi)發(fā)的模擬手段去計(jì)算候選體的2175-A吸收坑的統(tǒng)計(jì)置信度。最后我們認(rèn)定了12個(gè)置信度超過(guò)5σ的高置信候選體,10個(gè)置信度超過(guò)4σ的中等置信候選體和17個(gè)置信度超過(guò)超過(guò)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(cè)到的相對(duì)較弱的2175-(?)吸收坑類(lèi)似,而不是像在銀河系(MW)中觀測(cè)到的強(qiáng)吸收坑。這個(gè)樣本極大程度地提高了在SDSS光譜上認(rèn)證的2175-(?)吸收特征的數(shù)目。對(duì)候選體的后續(xù)觀測(cè)將有助于我們排除一些可能的虛假探測(cè)和揭示2175-A QAL的物理和化學(xué)本質(zhì)。在第5章,我們研究了關(guān)于兩個(gè)紅移約為z～1.4的2175-A QAL的后續(xù)光譜觀測(cè)結(jié)果。我們測(cè)量了這兩個(gè)QAL的金屬吸收線的柱密度和塵埃耗散效應(yīng)。其中,柱密度是利用表面光深方法測(cè)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(qiáng)度和MW中冷氣體云中的測(cè)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(lèi)。Noterdaeme等人(2009)對(duì)另一個(gè)紅移z=1.64的2175-A QAL也做過(guò)類(lèi)似的光譜觀測(cè)。這個(gè)2175-AQAL的塵埃耗散和我們測(cè)量的兩個(gè)2175-(?) QAL的結(jié)果接近([Fe/Zn]=-1.47 and[Si/Zn]=-1.07).同時(shí)Noterdaeme等人還在VLT/UVES的光譜上探測(cè)到了來(lái)源于2175-A QAL的CI和CO吸收線。我們總結(jié)認(rèn)為嚴(yán)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(lèi)星體吸收體很有可能是早期宇宙中的類(lèi)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(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：P158

【共引文獻(xiàn)】

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(hào)：1361250