九个类星体的氢L_α吸收线的统计研究

本文研究了九个类星体,即B2 1225+31.7,PKS 2126—158,Q 0002—422,Q 0453—423,PHL 957,PKS 0528—250,PKS 0805+046,PKS 1448—232和PKS 1442+101的高分辨率光谱中L_a吸收线的性质.发射线红移的范围是2.20≤Z_(em)≤3.54;L_a吸收线的红移范围是1.70≤Z_(abs)<3.54,总数为350条. 统计分析的结果支持了如下结论:(1)L_a吸收线的数密度在不同类星体之间没有显著差异;(2)L_a吸收线的数密度随红移没有显著变化;(3)L_a吸收线的静止等值宽度谱随红移没有显著变化;(4)L_a吸收线的性质在L_a发射线翼同连续区没有差别;(5)L_a吸收线的两点相关函数在分辨率极限内是平坦的,与星系相关函数的行为不同. 这些结果表明,高红移类星体中的L_a吸收线,很可能是均匀分布于宇宙空间的星系际氢云产生的.     

星系际分子氢云的探测

本文对四个高红移类星体PKS1442 101(OQ172)、PKS0805 046(4C05.34)、PKS0528-250和PKS1448-232的光谱进行了氢分子吸收线的证认。得到的结果是:OQ172的吸收光谱中存在红移为Z=2.27292的氢分子吸收线系统;4C05.34中存在红移为Z=2.37030和2.44478的氢分子吸收线系统。     

高红移类星体光谱中的L_α森林

在类星体光谱证认史上,“L_α森林”假说的提出与证实是继“发射红移”、“吸收红移、“多重红移”之后的又一座里程碑。L_α森林的概念形成于六、七十年代之交,八十年代初对它的研究逐渐进入高潮。研究L_α森林是了解星系际物质分布及其演化的重要途径,其潜在的宇宙学意义将是很深刻的.本文是继Sargent和Boksenberg之后有关L_α森林的第二篇专题评述,全文的要点是:L_α森林概念的形成和证实(第二、三节),吸收线密度的统计研究(第五节)、静止等值宽度(第六节)、吸收云的成团性(第七节)、吸收云的尺度(第八节)和其他物理参数(第九节)。其他有关论题可参阅文献[5]和另外几篇综述类星体吸收线的文章(参考文献[6,7,8]),以及为它们所引用的文献.     

原始氢云的探测

根据对类星体OQ172吸收线光谱的证认,可靠地确定了一个由氢线(L_a～L_b)支持的红移系统z=3.35248,分析表明它是一个大爆炸后形成的原始氢云。假定不存在阻尼加宽,用生长曲线求得其柱密度 lgN_H=14.66,多普勒宽度 b=55km/s。     

类星体L_α森林吸收线密度与发射红移的相关性

本文对16个高红移类星体的L_α森林吸收线密度N(z_(abs))统计分析的结果,表明它明显地依赖于类星体自身的发射红移z_(em)。这不仅表现在z(em)越大的类星体其全部L_α吸收线的平均数密度N(z_(abs))也越大;更重要的是,对于相同的吸收红移值z_(abs),而言,N(z_(abs))在统计意义上明显地随着类星体z_(em)的增大而增大。另一方面,本文也在“吸收体源自类星体抛射”的框架下作了统计,结果仍表明z_(em)对L_α森林吸收线密度有显著影响,但抛射速度却对被抛射体的数目无显著影响。最后,对所得的结果以及可能影响N(z_(abs))的若干因素作了讨论。     

类星体色指数随红移的变化

本文讨论了类星体各光谱特征对其色指数的影响以及色指数随红移的变化．随着红移的增加，位于Ｌｙα发射线短波方向的各种吸收特征进入了可见光区，内禀的幂律谱和发射线强度的分布对类星体色指数及其弥散的影响将是次要的，各种吸收系统的作用将改变类星体色指数随红移变化的趋势，其中，Ｌｙｍａｎ系限吸收系统的影响最大。利用ＩＵＥ观测的类星体光谱求得色指数随红移的变化，对上述结果进行了验证。     

类星体Lyα吸收线密度与其发射线红移的关系

本文利用７２个具有中等分辨率的类星体Ｌｙα线资料，研究了Ｌｙα吸收线数密度Ｎ（Ｚａｂｓ）与类星体发射红移Ｚｅｍ的变化关系，结果表明：对于Ｚｅｍ越大的类星体其全部Ｌｙα吸收线的平均数密度Ｎ（Ｚａｂｓ）也越大，但对于相同的吸收红移值而言，Ｎ（Ｚａｂｓ）在统计意义上与Ｚｅｍ并无关系。本文还将所得结果与其他的有关工作作了比较及讨论。     

类星体SDSS J0916+2921的类银河系2175 ?尘埃消光特征

光谱观测显示类星体SDSS J091613.60+292106.1 (简称J0916+2921,系统红移zem=1.1418±0.0018)中有特殊的2175?尘埃消光特征,其强度显著大于银河系平均强度.光谱同时探测到与尘埃成协的丰富气体吸收线,确定吸收线系统红移为zabs=1.1413±0.0002,和类星体红移一致.气态金属离子柱密度相对太阳丰度的比例为[Al/Zn]=-1.68±0.10,[Cr/Zn]=-0.49±0.10,[Fe/Zn]=-0.81±0.18.尘埃耗散作用显著,说明该系统中尘埃十分丰富,与观测的强尘埃消光特征吻合.类银河系的2175?尘埃消光特征在类星体光谱中多见于中间插入吸收线系统,至今未明确认证内禀吸收线系统出现该特征,类星体SDSS J0916+2921是目前仅有的数个候选者之一.该类星体X射线辐射相较一般类星体更强,后续可用作研究2175?尘埃在强高能射线照射条件下的形成与离解平衡,以揭示2175?尘埃的化学成分、物理性质和起源.     

类星体色指数随红移的变化

本文讨论了类星体各光谱特征对其色指数的影响以及色指数随红移的变化，随着红移的增加，位于Ｌｙａ发射线短波方向的各种吸收特征进入了可见光区，内禀的禀的幂律谱和发射线强度的分布对类星体色指数及其弥散的影响将是次要的，各种吸收系统的作用将改变类星体色指数随红移变化的趋势，其中，Ｌｙｍａｎ系限吸收系统的影响最大，利用ＩＵＥ观测的类星体光谱求得色指数随红移的变化，对上述结果进行了验证。     

类星体SDSSJ0916+2921的类银河系2175A 尘埃消光特征

光谱观测显示类星体SDSS J091613.60+292106.1 (简称J0916+2921, 系统红移zem=1.1418\pm 0.0018)中有特殊的2175A尘埃消光特征, 其强度显著大于银河系平均强度. 光谱同时探测到与尘埃成协的丰富气体吸收线, 确定吸收线系统红移为zbs = 1.1413 \pm 0.0002, 和类星体红移一致. 气态金属离子柱密度相对太阳丰度的比例为Al/Zn =-1.68 \pm 0.10, Cr/Zn=-0.49 \pm0.10, Fe/Zn = -0.81 pm 0.18. 尘埃耗散作用显著, 说明该系统中尘埃十分丰富, 与观测的强尘埃消光特征吻合. 类银河系的2175A尘埃消光特征在类星体光谱中多见于中间插入吸收线系统, 至今未明确认证内禀吸收线系统出现该特征, 类星体SDSS J0916+2921是目前仅有的数个候选者之一. 该类星体X射线辐射相较一般类星体更强, 后续可用作研究2175A}尘埃在强高能射线照射条件下的形成与离解平衡, 以揭示2175A尘埃的化学成分、物理性质和起源.     

类星体吸收线与宇宙学问题

本文对用类星体吸收线作为探针来研究许多宇宙学问题作了述评,这些问题是:1.类星体发射线红移、延展晕及类星体周围环境的宇宙学性质;2.宇宙氢云与L_a森林及其对宇宙学认识的重要作用;3.高红移下氘、氦原子与氢分子的探测.     

类星体Lα森林吸收线密度与发射红移相关性的再考察

继文[1]之后,本文利用15个中—高红移类星体的Lα森林构成统计样本,再度考察了Lα森林吸收线密度N(Z_(abs))与发射红移Z_(em)的相关性。本文的统计样本包含的红移范围比文[1]更大:类星体的发射红移值从1.715到3.750,Lα森林吸收线红移范围从1.501到3.780;统计方法亦与文[1]略有差异。统计结果再度表明,Lα森林吸收线密度N(Z_(abs))明显依赖于类星体自身的发射红移Z_(em),这不仅在于Z_(em)越大的类星体其全部吸收线的平均数密度N(Z_(abs))也越大,更重要的是,对于相同的吸收红移值Z_(abs)而言,N(Z_(abs))在统计意义上明显地随Z_(em)的增大而增大。文末对所得的结果作了讨论。     

SDSS J101108+553407吸收线红移大于发射线红移的Lyα吸收系统

对于具有吸收线红移大于发射线红移的吸收体,如果吸收体具有比较大的多普勒速度,吸收体有可能是正在向类星体中心移动.在SDSS J101108 +553407的光谱中认证了3个Lyα吸收体,其吸收线红移均大于发射线红移,吸收线红移分别是:3.3442、3.3496和3.3553,对应的多普勒速度分别是401 km/s、773 km/s和1166 km/s.这3个吸收体的运动情况和起源均不相同:具有最大多普勒红移的一个吸收体,可能起源于类星体物质外流的回落,而另外两个吸收体很可能起源于绕天体中心转动的云团,并且这些云团位于寄主星系中.     

跟类星体红移宇宙学解释相符合的证据

分析类星体吸收线红移和发射线红移的特征。我们从Hewitt和Burbidge ( 1 993 )的星表中选择了吸收线红移和发射线红移都同时提供的类星体 ,得到了包含 4 0 1个对象的样本。这是至今对类星体红移研究的最大样本。我们从吸收线红移和发射线红移之间的关系图发现绝大多数 ( 93 .6% )对象的吸收线红移都小于相应的发射线红移。这个结论人们在 2 0世纪 70年代已经从很小的类星体样本 (样本大小 50左右 )中得到。本文进一步支持了这个结论。它表明类星体红移确实是距离的指示器。这跟宇宙学对类星体红移的解释是一致的     

类星体吸收线红移的研究

在此工作中,分析了一个类星体样本的吸收线红移和发射线红移之间的关系。结果表明这两类红移之间存在显著的相关。主要结论:a)反常吸收线红移的主要部分是宇宙学红移;b)吸收体相对于类星体的运动是弱的;c)结果表明产生这些反常吸收线红移的吸收体位于类星体寄主星系或者类星体内部并且朝着类星体运动。     

类星体吸收线红移系统的证认方法——Ⅱ.对OQ172的应用及讨论

1.按文[1]所述的原理和步骤证认了高红移类星体 OQ 172(PKS 1442 101)光谱中的吸收线红移系统。所得的四个系统分别具有红移值2.07010,2.56312,0.17546和0.17910。 2.用 Monte Carlo法对文[1]的随机证认概率模型作了验证,结果令人满意。 3.讨论了文[1]所述证认方法的优点以及有待进一步研究的问题。强调指出选择效应对通常所用方法的影响,文[1]的方法则避免了这类选择效应。     

类星体吸收线红移的分布和它的起源

本文对现有的类星体的吸收线红移数据进行了统计分析.主要的分析项目有:相对速度分布,吸收红移体系的功率谱分析等.所有统计结果都有利于吸收线的宇宙学解释,即引起吸收线的物体并不处在类星体的近邻.特别地,我们指出了相对速度分布中的峰并不是吸收线的内禀起源模型的无歧义证据,因为它也可以用早期宇宙中的密度波扰动模型加以解释.     

跟类星体红移宇宙学解释相符合的证据

分析类星体吸收线红移和发射线红移的特征。我们从Hewitt和Burbidge（1993）的星表中选择了吸收线红称和发射线红移都同时提供的类星体，得到了包含401个对象的样本。这是至今对类星体红移研究的最大样本。我们从吸收线红移和发射线红移之间的关系图发现绝大多数（93．6％）对象的吸收线红移都小于相应的发射线红移。这个结论人们在20世纪70年代已经从很小的类星体样本（样本大小50左右）中得到。本文进一步支持了这个结论。它表明类星体红移确实是距离的指示器。这跟宇宙学对类星体红移的解释是一致的。     

类星体吸收线红移系统证认方法的进一步探讨

本文对崔振兴和陈建生等人所提出的类星体吸收线红移系统证认方法作了进一步探讨。指出了方法的局限性及改进的办法;也指出了有待于今后继续研究的问题;并将改进后的方法应用于类星体PKS 0528-250的光谱分析中,得到了它的吸收线红移系统有:Z_a=2.8110,2.8130,2.5375,2.1410。这和Morton等(1980)所得的A_1,A_2,B,C红移系统一致。另外,我们又得到的新系统是Z_a=0.0345,0.0065。Chen和Morton(1984)所得到的D_1,D_2,E,F,G系统,我们未发现。讨论了产生这种差别的原因。     

类星体HⅠ谱线的切仑柯夫红移与线强比I(Lyα)/I(Hβ)的关系

在切仑柯夫线发射理论的框架下,本文统一地讨论了类星体HI谱线的切合柯夫红移与线强比I(Lyα)/I(Hβ)之间的内在关系。忽略类星体宽线区气云外层光薄区中HI复合线的贡献,利用观测到的Lyα线相对于CIV线的相对红移,即切金柯夫红移,定出第二能级上粒子数布居R_2～0.02,利用观测的〈I(Hα)/I(Hβ)〉值定出参量x_β～14.0。在给定参量T～11000K时,HI的巴尔末线的切仑柯夫红移与线强比I(Lyα)/I(Hβ)同时与观测值相符甚佳,这对切仑柯夫线发射理论是一个有力的支持。