【摘要】：星暴后類星體(PSQ)是一類特殊而關鍵的天體,其星系中心超大質量黑洞正在活躍地吸積物質,其寄主星系中含有的大量中等年齡星族反映其在幾百兆年內經歷過星暴。這類天體的存在符合主并合驅動的星系演化理論預言,預期這類天體處于從極亮紅外星系(ULIRG)到類星體的星系演化中間過渡階段。本論文的研究著重于在大的巡天項目中搜尋PSQ,建立一個最大的、均勻選取的純凈PSQ樣本并給出PSQ源表。在該PSQ源表的基礎上,我們對其活動星系核(AGN)性質進行了統(tǒng)計研究,并對源表選出的3個紅外亮PSQ進行了CO觀測以研究其分子氣體的性質,以此在主并合驅動的星系演化背景下,驗證AGN在星系演化過程中扮演的重要角色,理解超大質量黑洞與寄主星系的協(xié)同演化。在本論文引言中我們介紹了超大質量黑洞與寄主星系的協(xié)同演化、處于演化序列中不同階段的各類天體的基本性質,包括ULIRG、星暴星系、星暴后星系、AGN、紅外亮類星體以及我們的PSQ等,以及介紹了分子氣體觀測的意義。在本論文中我們建立了一個近鄰宇宙中(紅移小于0.5)的PSQ的樣本。我們對斯隆數字巡天(SDSS)第七批數據發(fā)布(DR7)的類星體光譜進行了紅移和信噪比上的篩選,利用AGN和恒星星族的光譜模型,將其中高信噪比光譜可靠地分解為AGN成分和寄主星系恒星成分,并依據寄主星系成分中的是否存在明顯的星暴后特征——很強的Hδ吸收(EW≥6A)選出了一個含有208個PSQ的樣本。樣本的平均光譜和平均能譜分布(SED)確認了其寄主星系為恒星質量M*～1010.5M(?)的大質量星系,幾百兆年前星暴中形成的恒星所構成的中等年齡星族主導著其寄主星系的星族成分。相比于從SDSS中選出的匹配了紅移和黑洞質量的類星體對照樣本,我們的PSQ樣本具有更大的寬Hα/Hβ流量比,暗示其可能有更大的塵埃消光,對應主并合后星系中塵埃未完全消散的星暴后早期階段。雖然由于樣本選擇效應,PSQ和對照類星體樣本在AGN熱光度和愛丁頓比上沒有顯著的統(tǒng)計差異,但是PSQ和窄線塞弗特Ⅰ型星系一樣在統(tǒng)計上具有較強的Fe Ⅱ發(fā)射(由R4570 = Fe Ⅱλλ4434-4684/Hβ量化),暗示其AGN活動具有更強的吸積,從而支持了前人工作中的發(fā)現:AGN活動在星暴后幾百兆年達到峰值,星暴和AGN活動具有幾百兆年的時間延遲。恒星形成于星系中的分子氣體云中,星系主并合后,內落到星系中心的氣體除了觸發(fā)星暴外,是否也為AGN活動提供原料?PSQ中AGN反饋對分子氣體的性質是否產生了影響?為了嘗試回答這一系列問題,在本論文的工作中,我們還利用IRAM 30米望遠鏡對3個z～0.1處的近鄰PSQ的12CO1-0和12CO2-1的譜線進行了觀測,進而對PSQ寄主星系中的分子氣體性質進行研究。這一樣本是由我們PSQ源表交叉IRAS源表選出的,這使我們能夠首次分析PSQ的分子氣體性質,我們預期這類紅外亮PSQ處于從ULIRG轉變?yōu)轭愋求w的早期階段。我們在其中兩個PSQ中檢測到分子氣體。我們發(fā)現PSQ的分子氣體質量為109.69和1010.18M(?),未探測的源的上限是109.38M(?)�？疾霤O譜線輪廓后,我們沒有發(fā)現可靠的證據表明AGN反饋下的大量分子氣體外流。我們的PSQ樣本中分子氣體質量與恒星質量的比值分布較寬,但與前人工作中的星暴后Seyfert Ⅱ星系或星暴后星系的樣本的比值相似,可能存在星暴后氣體消耗的演化。其中,在星暴后星系和正常星系中,WISE的12μm與4.6μm的流量比與分子氣體質量比例fgas之間有非常顯著的相關性,反映著星系氣體含量和比恒星形成率(sSFR)之間的演化關系,我們的PSQ也基本符合這一關系。我們將PSQ的CO譜線光度L'CO、遠紅外光度LFIR、AGN熱光度LAGN等性質與近鄰類星體、高紅移類星體和紅外類星體進行了比較。我們發(fā)現PSQ也符合L'COO與LFIR之間、l'CO與LAGN之間的緊密關系,暗示PSQ的寄主星系中恒星形成效率與其他類型類星體接近,其恒星形成活動和AGN的吸積都可以來源自冷分子氣體。
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P158
【圖文】：

２）隨著宇宙的演化，在紅移小于１的近鄰宇宙，長期演化和相互作用逡逑成為ＡＧＮ和星暴的主要燃料供給機制（Ｈｏｐｋｉｎｓ邋＆邋Ｈｅｒｎｑｕｉｓｔ邋２０0９），這也導致了逡逑ＡＧＮ邋ｄｏｗｎｓｉｚｉｎｇ現象的發(fā)生（Ｈｅｃｋｍａｎ邋ｅｔａｌ．２00４），即低光度ＡＧＮ的空間密逡逑度的峰值出在低紅移處。逡逑當ＡＧＮ和星暴活動共存并加熱星系中的塵埃時，星系演化為亮紅外星逡逑系（Ｌｕｍｉｎｏｕｓ邋Ｉｎｆｒａｒｅｄ邋Ｇａｌａｘｙ，邋ＬＩＲＧ，８－１０００邋＂ｍ積分紅外光度邋Ｌ／／？在邋１０１１邋至逡逑１Ｏ１２Ｌ０）和極亮紅外星系（Ｕｌｔｒａ邋Ｌｕｍｉｎｏｕｓ邋Ｉｎｆｒａｒｅｄ邋Ｇａｌａｘｙ，ＵＬＩＲＧ，逡逑Ｌ0）邋（Ｓａｎｄｅｒｓ邋ｅｔ邋ａｌ．邋１９８８，Ｍａｇｎｅｌｌｉ邋ｅｔ邋ａｌ＿邋２０１１，邋Ｍｕｒｐｈｙ邋ｅｔ邋ａｌ．邋２０１１）。然而最近逡逑也有一些研究表明，ＡＧＮ和星暴活動的發(fā)生可能并不同步。Ｄａｖｉｅｓ邋（２００７）利用逡逑高空間分辨率ＩＦＵ光譜觀測了邋９個近鄰ＡＧＮ的１０邋－邋１００邋ｐｃ中心區(qū)域，發(fā)現當星逡逑系中心星族年齡為數十Ｍｙｒ時，星系中沒有發(fā)現強的ＡＧＮ，這意味著在星系逡逑中心恒星質量增長和隨后黑洞快速增長的峰值之間有大約５０－２００邋Ｍｙｒ的延遲。逡逑Ｓｃｈａｗｉｎｓｋｉ邋ｅｔ邋ａｌ．邋（２００９）和Ｗｉｌｄ邋ｅｔ邋ａｌ．邋（２０１０）研究了近鄰星系中邋ＡＧＮ邋活動和積逡逑分星族，并建議在星系整體星族年齡達到幾百兆年后ＡＧＮ才會變得更強。總逡逑

中心超大質量黑洞，吸積盤，寬線區(qū)，塵埃環(huán)和窄線區(qū)等這些結構共同逡逑構成了邋ＡＧＮ邋統(tǒng)一模型（Ｕｒｒｙｅｔａｌ．邋１９９５，邋Ｏｓｔｅｒｂｒｏｃｋｅｔａｌ．邋２００６，Ｓｃｈｍｉｄｔ邋ｅｔａｌ．逡逑１９８３），如圖１－３所示。逡逑其中觀測視角效應即可解釋很多不同類型的ＡＧＮ之間為何存在不同觀測逡逑特征，特別是Ｉ型和丨Ｉ型ＡＧＮ的區(qū)別。根據統(tǒng)一模型，ＩＩ型ＡＧＮ的光譜之所逡逑以觀測不到寬發(fā)射線，及其來自吸積盤的ＡＧＮ連續(xù)譜也遠遠弱于寄主星系的逡逑恒星福射，其主要原因是吸積盤和寬線區(qū)被塵埃環(huán)遮擋。逡逑

類星體（Ｂｒｏｔｈｅｒｔｏｎｅｔａｌ．丨＂９，Ｃａｎａｌｉｚｏｅｔａｌ．２0００，邋Ｂｒｏｔｈｅｒｔｏｎｅｔａｌ．２00２），其逡逑紅移為ｚ邋＝邋０．６３４，絕對光度為１０＾邋Ｌ０。其較強的寄主星系恒星輻射與類星體逡逑輻射可比，星族擬合的結果表明其約４００Ｍｙｒ前發(fā)生過星暴。圖１－５展示了邋ＵＮ逡逑Ｊ１０２５－００４０的光譜，可以看到這一光譜可以被很好地分解為星暴后星族和ＡＧＮ逡逑兩個成分。而其伴星系ＵＮＪ１０２５－００４４作為ＵＬＩＲＧ，有著更年輕的星族并且存逡逑在富含塵埃，其形態(tài)也被認為有合并跡象。這一天體被認為是處于ＵＬＩＲＧ和逡逑類星體之間演化過渡的代表。逡逑１．７星暴后類星體研究現狀逡逑斯隆數字化巡天（Ｓｌｏａｎ邋Ｄｉｇｉｔａｌ邋Ｓｋｙ邋Ｓｕｒｖｅｙ，邋ＳＤＳＳ）這種大型光譜巡天項逡逑目使得我們可以對ＰＳＱ進行統(tǒng)計意義上的研究。逡逑前人的工作采用一個基于Ｂａｌｍｅｉ？躍變和多條Ｂａｌｍｅｒ吸收線的自動化算法逡逑

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本文編號：2794996