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.     

类星体哈勃图和宇宙减速参数q_0

在宇宙可以用Friedmann模型描述及类星体红移主要是宇宙学的假定下,讨论了不同类型类星体的哈勃图,主要结论如下: (1)类星体视星等红移关系的曲线拟合结果表明,对4种不同分类的类星体所得的q_0值大体在～1 —～30左右,所有结果都给出q_0>1/2. (2)对有射电子源结构、射电陡谱(幂指数α≤-0.6).角径较大的类星体(样品总数n=26),得q_0=29±3;对行星际闪烁流量与源总流量比R≥0.4的强闪烁类星体(n=27),得q_0=2.6±0.2;对光变幅度不大于0m.5的类星体(n=24),得q_0=6.5±0.5;对甚长基线干涉测量已能分解的致密射电类星体(n=8),q_0=1.6±0.1.这四种对象相应的加权处理结果分别是q_0=36±5,1.6±0.1,5.2±0.4,0.74±0.1.不同类型类星体所得的不同q_0值或许是它们具有不同程度光度演化的反映.寻求宇宙真实q_0=q_t值时,应考虑到光度演化的改正. (3)本工作还表明,利用类星体来讨论q_0问题时,严格的视星等红移关系处理是必须的.     

类星体形成的半解析模型

以Kang等的星系形成的半解析模型为基础,研究星系和中心大质量黑洞的共同形成和演化.假设类星体的活动性由星系并合引起,通过引入黑洞吸积率,确定了红移区间0z4.5的类星体的热光度函数,并分别从爱丁顿比率、黑洞质量函数和两点相关函数3个方面对模型进行限制,模型预言的光度函数能在整个红移、整个光度范围内与观测相符合.结果显示,常数爱丁顿比率不能很好地描述黑洞吸积,爱丁顿比率需要在一定红移范围内随红移增加;星系主并合是触发类星体活动性的有效机制,而次并合只对低光度和中等光度的类星体有影响,对高光度类星体影响很小;在z=1.0处,极高光度的类星休比其他类星体具有更强的成团性.     

光学选射电噪类星体的射电性质

对类星体进行多波段的观测和研究,是了解类星体本质的一个重要途径．LBQS类星体是目前公认较为完备的一个光学选类星体样本,利用此样本与最新的485GHz全天射电源表进行了交叉证认,共找到了34个类星体的对应射电源．计算证明,这34个类星体都是射电噪的类星体．所得研究结果表明,射电噪类星体的射电光度与光学光度之间存在线性相关性．     

类星体的光度演化及其数目随光度距离的统计分布

本文以Burbidge最近编纂的类星体表为基础,对1467个类星体作了统计分析,得到了光度演化规律:类星体的光度演化恰好补偿了随距离衰减的效应。采用弗里德曼宇宙模型,进而得出了类星体的折合星等随时间t的演化公式。并且据此论证了Burbidge指出的N-Z图中存在的三个高峰确实表示了类星体空间分布的不均匀性。     

低红移SDSS类星体辐射效率的估计

研究了低红移SDSS类星体(0.025z0.5)的辐射效率。首先利用类星体中心黑洞的质量估计,通过薄盘吸积模型估计了每一个类星体的吸积率。其次根据光学波段的观测光度,利用经验的类星体全波段模板谱估计了每个类星体的热光度。最后由估计的吸积率和热光度得到了每个类星体的辐射效率。发现低红移SDSS类星体的辐射效率与黑洞质量强相关,并满足ε∝M0.63。这一结果与Davis和Laor(2011)对PG类星体样本得到的结果一致。进一步讨论由于辐射效率估计中各种假设可能引入的偏差及其对ε与M关系的可能影响。     

射电类星体的演化与宇宙学红移

收集了142个射电类星体(28个射电宁静类星体、114个射电噪类星体)、43个核占优型射电类星体、82个瓣占优型射电类星体和80个Seyfert星系的样本,基于Logistic非线性回归分析的方法对红移和热光度、黑洞质量、5 GHz射电光度、爱丁顿吸积率、核主导参数R的关系进行研究,拟合出相应的演化曲线,得到如下结论:(1)射电类星体的演化是从射电噪类星体(RLQ)演化到射电宁静类星体(RQQ),当演化到一定阶段射电类星体过渡到Seyfert星系;(2)核占优型射电类星体(CDQ)和瓣占优型射电类星体(LDQ)之间并没有明显的随红移演化.     

有射电子源结构类星体的统计分析 Ⅱ.绝对视星等、绝对射电星等和色指数差Q与子源线距的关系以及有关的演化特征

本文在第I部分的基础上,继续用类星体射电子源线距D进行“标准烛光”分类,经过统计分析,得到了子源角径最大的一类类星体的一些统计规律:它的视星等与红移之间,它的绝对星等、单频射电光度、积分射电光度和色指数差Q与D之间有很好的相关性等.由此得到下列有关有子源类星体演化性质的推论:1.随着子源间距D的增大,光学光度下降:dM_v/d_D=10.~m6/MPC.2.随着子源间线距D的增大,射电光度下降.dM_(408-5000)/dD=9.~m04/MPC.3.随着子源间线距D的增大,色指数差Q下降.dQ/dD=-1.~m55/MPC.4.在演化过程中,射电谱型,即谱指数基本保持不变.5.光学辐射主要是非热致的.但随着演化,热致辐射的成分渐渐增多.6.根据光学光度、射电光度以及色指数差Q三种物理量所估计的类星体的演化时标基本一致,大约是1.6×10~7年.7.这些性质和类星体最后演化为星系的总观点不矛盾.8.子源线距D与距离间没有明显的统计相关,即没有迹象表明类星体是在同一个时代产生的,这是大爆炸宇宙学所不能解释的.     

类星体的X射线辐射 1.光度性质和演化

本文概述了Einstein天文台IPC获得X射线流量和光度的统计结果,对混合样品,即光学选择类星体样品,射电选择类星体样品和X射线选择活动星系核样品,讨论了X射线光度与光学光度、射电光度、射电形态的关系以及它的演化性质。     

类星体的光度函数

主要讨论了光学选类星体的光度函数有其演化的达几年中的进展，目前在小红移范围已取得比较一致的结论，对ｚ〉２．２，由于类星样品的限制，对类星体光度函数的演化还存在着很大的分岐，在文中还比较了类星体光学，射电，Ｘ射线的光度函数的性质。     

具有后星暴活动的类星体

利用星族合成和合成谱能量分布的方法,对10颗新的红移在0.3附近的后星暴类星体的宿主星系的星族年龄、黑洞质量以及爱丁顿比率的研究表明:这些后星暴类星体的黑洞质量约108M⊙,热光度为爱丁顿光度的百分之几,宿主星系的年龄介于几百Myr到几Gyr之间.这一结果表明在并合触发的星暴活动和类星体被触发(或光学可见)之间存在着时间延迟.后星暴类星体的合成谱能量分布显示其和极亮红外星系的联系密切,推算出的红外光度也已经达到了亮红外星系的级别,暗示这些光学光谱选择的类星体很有可能处于极亮红外星系向光学类星体演化的过程中.     

Fermi平谱射电类星体外光子场的研究

基于外康普顿模型,通过对193个伽玛射线空间望远镜探测的平谱射电类星体的外光子场进行研究,结果表明:(1)逆康普顿散射峰值的光度和同步辐射峰值的光度之比LIC/LS与逆康普顿峰频率和同步峰频率之比νIC/νS呈负相关;(2)逆康普顿散射峰值的光度和同步辐射峰值的光度之间具有强的相关性,并且log LIC=1.05log LS-1.58;(3)对于大部分Fermi平谱射电类星体,逆康普顿散射峰值的光度大于同步辐射峰值的光度。这些结果说明平谱射电类星体的种子光子除了来自宽线区外,还可能来自其它区域,并且与喷流的运动和磁场以及外部光子的能量密度有关。     

类星体团演化的证据

本文讨论了类星体成团随红移的变化。利用Hewitt-Burbidge类星体星表和寻找类星体对的统计方法,分析结果表明类星体成团主要是由于小红移类星体的贡献,大红移类星体没有成团分布的证据。进一步分析表明不同红移类星体在成团分布上的区别并不是由于样品的绝对光度不同而引起的选择效应,而是反映了类星体团随宇宙时间变化的演化效应。     

利用多种类星体子集的统计分析来确定宇宙减速因子

本文回顾了已有的利用类星体各种子集来确定宇宙减速因子q_0的工作,并对q_0重新作了统一的归算. 从8个射电类星体的样品子集计算所得的q_0值,全部落在1.0≤q_0≤3.5范围内.文中最重要的假设就是射电类星体的特征光度与宇宙时(cosmic epoch)无关,因此,只要宇宙早期的射电类星体不比晚期的亮,那么宇宙的封闭性就是非常可能的了.     

类星体光度和暗物质晕的统计关系

活动星系核的能量反馈是星系形成理论模型中的一个重要物理过程,与星系所处的暗物质晕质量、星系中央大质量黑洞吸积率等因素有关。当前的半解析模型预测活动星系核反馈机制主要有两种模式:射电模式和类星体模式,前者主要发生在大质量暗晕中央的大质量星系中,后者主要由较小质量星系并合导致。利用斯隆数字化巡天(SDSS)提供的目前最大的类星体光谱观测样本,结合基于SDSS构建的星系群(团)表,从统计上分析了类星体的热光度和暗晕质量的分布情况。初步分析结果显示,在大质量暗晕中,类星体的热光度和所在暗晕的质量没有相关性,类星体所在暗晕的质量分布很广,进一步证实了高光度的类星体并不存在于大质量的暗晕中。     

关于较亮类星体的光度演化

从[9]中选取两组取样,引用[7]中给出的公式进行较亮类星体平均光度演化的研究。结果表明:如果宇宙论标准模型适用,且类星体红移主要是宇宙论性质的,那么每个时期的较亮类星体的平均光度就在不断下降。其数量约为0.7—0.8星等/10~9年。     

类星体的有磁厚吸积盘模型

本文讨论了具有磁场的几何厚吸积盘结构和辐射。结果表明:磁场的存在明显地影响吸积盘的总光度和形状。这种模型可以解释类星体的辐射幂谱分布和高度偏振现象。它是类星体主要辐射区域的一种合理模型。     

光学选类星体的低中能X射线连续谱性质

对光学选类星体在更高精度和更宽波段ＡＳＣＡ ＳＩＳ探测器观测谱中进行了分析。在所使用的χ＾２拟合统计中,有单幂律、双幂律和有能量截止幂律三种形式。发现在８个源的样本中,其中四个源的０．４－１０ｋｅＶ能谱,具有软Ｘ过剩特征。初步发现,软Ｘ过剩的流量随类星体光度的中,在相应波段中占总流量的比例逐渐降低。同时也注意到,类星体有无软Ｘ过剩与它的射电性质和光度高低无关。     

光学选类星体样本的光变

本文报导光学选类星体样本的光变研究结果。利用ＣＣＤ 测光资料,本文研究中等亮类星体样本的长期光变行为。结果表明,大约４０ ％ 的光学选类星体在１８ 年的研究期间内有光变;变光类星体的光变同光度负相关,即愈亮的类星体的光变愈小;光变同红移也可能存在负相关。     

费米耀变体喷流功率与多波段光度的相关性研究

耀变体的喷流辐射机制是一个非常重要的问题。从文献中收集了442个耀变体的数据,这些耀变体包括215个平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasars, FSRQ)和227个蝎虎天体(BL Lac),通过数据研究了耀变体的喷流功率与多波段光度的相关性。研究结果表明:(1)对于平谱射电类星体,喷流功率与射电波段、光学波段、X射线和γ射线的光度都有强相关性,且光度分布顺序为logL_γ logL_O logL_X logL_R。(2)对于蝎虎天体,喷流功率与射电波段、光学波段和γ射线的光度都有强相关性,但是喷流功率与X射线的光度只有弱相关性;蝎虎天体的光度分布顺序为logL_O logL_γ logL_X logL_R,而且蝎虎天体的各波段光度都小于平谱射电类星体。我们认为这些差异是由于平谱射电类星体与蝎虎天体的内禀属性不同导致的,即吸积模式不同和喷流辐射机制不同等。