部分遮蔽类星体SDSS J151653.22+190048.2的紫外波段中等宽度发射线起源

类星体SDSS J151653.22+190048.2 (简称J1516+1900)在紫外-光学-近红外波段展现出奇特的光谱性质:其光学Hα、Hβ和近红外的Paα、Paβ等发射线的半高全宽(full width at half maximum intensity, FWHM)均超过5000 km/s,等值宽度接近类星体平均值;而紫外波段光谱的常见发射线Lyβ、OVI、Lyα、NV、Si IV和CIV等,由FWHM1700 km/s的中等宽度成分主导.这种现象很可能是由于紫外发射线的宽线成分经尘埃消光,强度严重削弱,从而使得中等宽度成分凸显出来;在光学和近红外波段,尘埃消光减弱,发射线由宽线成分主导,潜在的中等宽度成分不容易被看到.根据中等宽度成分的线宽和J1516+1900中央超大质量黑洞的质量MBH5.75×108M⊙,在维里化假设下,估计中等宽度发射区到中央黑洞的距离约为1.6 pc.另一方面,利用J1516+1900丰富的观测谱线,结合光致电离模型计算,可以限定J1516+1900的中等宽度发射线区气体密度1012cm-3、电离参数10-0.65.据此估计该发射线区到中心黑洞距离0.016 pc,只有维里化距离的1%.这一矛盾结果预示着中等宽度发射区可能具有较为复杂的物理结构,未来需要观测更多类似J1516+1900的部分遮蔽类星体并进行系统的分类和研究.     

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.     

高红移类星体吸收线光谱的研究

作者用英-澳四米望远镜的RGo卡焦摄谱仪及其附属的IPCS系统获得了分辨率为2的四个高红移类星体的光谱,并利用这些光谱讨论了:(Ⅰ)由PKS0805 046和PKS1442 101的L_α/L_β对及L_α/L_γ对的强相关证实了,大量存在于高红移类星体L_α发射短波区的吸收线是氢云吸收的结果;(Ⅱ)吸收线分布和L_α/L_β对相关函数的分析反映了PKS0528-250可能是一个例外,需要进一步的观测来证实这种特殊性;(Ⅲ)由类星体抛射出来的物质的吸收,或与类星体成协的星系团或插入星系的吸收都可造成含有金属线的吸收线红移系统;(Ⅳ)由L_α/L_β对的生长曲线定出的柱密度和弥散速度的随机性,支持了纯Lα的吸收来自大爆炸宇宙早期原始氢云的假说;(Ⅴ)单位红移的氢云密度随红移的分布取决于Z>3的类星体的吸收线资料。     

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     

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.     

御夫座ε星由全食到第四次接触前的Hα变化

在御夫ε由全食到第四次接触前,用美国McDonald天文台2.7米和2.1米望远镜折轴分光仪的Reticon,对Hα进行了四段时间八夜共56次观测,得到了Hα的轮廓、等值宽度、视向速度的变化。在食甚前105天(1983年3月9—10日),在吸收线蓝侧有强的发射,吸收线的等值宽度为1800m,中心附近有两个小的发射,吸收中心的视向速度高于轨道速度。在食甚后约两个月(1983年8月30—31日),吸收线等值宽度增至3620m,两侧没有发射,而呈明显的宽达每侧7左右的线翼,中心结构复杂(有三个发射),视向速度低于轨道速度约30kms~(-1)。刚第三次接触时(1984年1月16日),红端出现强的发射,吸收中心继续紫移,但没有小的发射,吸收线的等值宽度猛减到1440m。第三至第四接触中间(1984年3月16—19日),红端强发射反而减弱,吸收中心向红端恢复,其等值宽度仍在减少,蓝端呈弱的发射。 比较本文的观测与Wright等人在1955—1957年食期间的Hα观测,可以肯定Hα的轮廓变化总体来说是可以重复的,说明这一变化是主、次星相互作用的结果,并认为,主星FI_(ap)外有一个半径大约450R_⊙的盘(或环),以V sin i=70kms~(-1)旋转,它是Hα发射的主要源,“次星”中心是一颗高速(V sin i≥70kms~(-1))旋转的B型星,外围被半透明的大气所包围,并用这一模型对Hα的变化做了定性     

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。     

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。     

与发射线区成协的类星体CIV吸收系统的研究(Ⅰ)样本

高红移活动星系核的环境是目前亟待研究的领域,与类星体发射线区成协的吸收线系统有可能被使用.为此我们对CIV成协吸收系统进行了统计研究.本文是系列文章的首篇,在本文中我们搜集了87年以前的全部、及87年以后的大部分中、高分辨率CIV吸收线光谱资料,给出了包含228个类星体的均匀无偏统计样本,该样本有CIV吸收线229条,系由228个类星体的所有534条吸收线中选出.此外,我们还定义了4个子样本.     

赖曼α线丛的演化

本文利用类星体的高分辨率光谱资料研究赖曼α线丛的演化，结果表明，演化是明显的，演化指数近似为２，且与等值宽度没有明显的关系，另外，演化指数可能随红移而变化。     

类星体SDSS J2220+0109中特殊吸收线系统的发现与研究

斯隆数字巡天光谱数据中发现,类星体SDSS J2220+0109光谱中同时出现如下极为罕见的吸收线:氢巴尔末线Hα和Hβ,亚稳态He I* λλ3889、3189tt,CaⅡH、K,以及来自FeⅡ*能级的波数分别为7 955 cm~(-1)、13 474 cm~(-1)和13 673 cm~(-1)的众多吸收线.上述吸收线具有相似的速度结构,线宽达1 500 km·s~(-1),相对于发射线表现出蓝移.研究结果表明,这些吸收线很可能来自部分电离区,密度n_E≈10~6cm~(-3),柱密度N_(H I)≈10~(21) cm~(-2),Lyα共振散射对氢原子的激发起重要作用.SDSS J2220+0109斯隆r星等为16.56 mag,是探索活动星系核中特殊吸收线起源的理想实验室.将来的紫外光谱观测可以更加准确决定吸收气体的密度、柱密度、电离参数等物理性质;光学光谱监测有助于限定吸收线的产生机制.此外还发现,SDSS J2220+0109中的FeⅡ发射线显著区别于典型的窄线赛弗特Ⅰ型星系ⅠZw 1,很可能来自低密度气体,进一步研究有助于理解类星体中FeⅡ发射线的起源.     

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。     

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.     

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.     

引力透镜类星体SDSS J1001+5027吸收线证认

基于斯隆数字化巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)第12期数据(data release 12,DR12)的光谱,分析引力透镜类星体SDSS J1001+5027的A, B两个像的光谱。两个像光谱的红移分别为1.84132±0.00024和1.84545±0.00012,透镜天体红移约为0.415。通过证认可靠的CⅣλλ1548, 1551或Mg Ⅱλλ2796, 2803窄吸收双线的方法,证认出A, B两个像的光谱中红移分别为1.60677±0.00012, 0.87140±0.00007和0.41455±0.00006的3个吸收系统。从3个吸收系统共证认出27条窄吸收线。测量27条窄吸收线的等值宽度,再通过分析、比较3个吸收系统在A, B两个像光谱中吸收线的数量及等值宽度的差异,给出了3个吸收系统在引力透镜类星体SDSS J1001+5027视线方向可能的分布示意图。     

射电类星体黑洞质量和射电特性的研究

收集了117个类星体(20个射电宁静类星体和97个射电噪类星体)的红移、热光度、H_β发射线宽度、5 100 A的单色光度、射电噪度.利用反响映射法计算了样本的黑洞质量和爱丁顿比,利用总的5 GHz流量密度计算出射电光度.分析了它们之间的相关性,得到的结论如下:(1)射电宁静类星体的黑洞质量和热光度、射电噪度、射电光度之间具有弱相关性,而射电噪类星体黑洞质量和热光度、射电噪度、射电光度之间具有强相关性;(2)射电宁静类星体热光度和射电光度、5 100 A的单色光度之间具有弱的相关性,而射电噪类星体热光度和射电光度、5 100 A的单色光度之间具有强的相关性;(3)射电宁静和射电噪类星体的黑洞质量、发射线宽度和爱丁顿比分布有差异.基于这些结果得到:射电宁静和射电噪类星体发射线宽度的差异可能是导致它们黑洞质量不同的原因;射电宁静和射电噪类星体本质的不同是由于内秉物理性质的不同造成的;黑洞质量、黑洞自旋、爱丁顿比和寄主星系形态是解释射电噪度起源和双峰状分布的重要参量;射电喷流和盘的吸积率之间具有紧密的关系.     

类星体吸收线

类星体光谱中有大量的吸收线 ,它们或者产生于与类星体本身有联系的气体云 ,或者产生于类星体和观测者之间的吸收系统。因此 ,类星体吸收线是强有力的宇宙探针。对类星体吸收线的研究将有助于我们了解星系的形成和演化。本文介绍了类星体吸收线的性质并评述了近年来类星体吸收研究的最新进展。     

IUE卫星和类星体的紫外光谱

本文介绍了“国际紫外探测器”卫星(International Ultraviolet Explorer,简称IUE),评述了IUE发射十年来在类星体紫外光谱方面的研究工作。类星体连续谱中的3000埃隆起,可用巴尔末连续的复合辐射来解释,但也不能忽略FeⅡ线,高阶巴尔末线及光厚云的贡献。对100—10000埃的大隆起,通常认为由类星体中央大质量黑洞周围吸积盘的热发射产生。类星体紫外谱指数随红移增大而变平,则可能暗示着大隆起的演化,但也可能是大红移类星体选择效应的影响。类星体紫外发射线CⅣ的等值宽度与连续谱背景光度之间存在的很好的负相关性,即所谓的Baldwin效应,是连续谱光度与电离参量相关的结果。在切仑柯夫线辐射理论的框架下,紫外发射线Lya相对于CⅣ线的微小红移,正是理论预言的切仑柯夫红移值。由此,估算出第二能级的粒子数布居R_2。对3C273及0916 558的具体估算表明,这两个源的宽线云中HI区温度分别为9000—12000K和10000K,这些温度产生的黑体谱的峰值波长位置恰好在3000埃附近,为解释3000埃隆起提供了一条新的途径。     

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。