（天体物理专业论文）活动星系核中发射线区特征的研究.pdf

摘要 本文研究了活动星系核的发射线区域的物理特征，主要包括发射线区域的速度结构， 以及发射线区域的物理参量和中心黑洞之间的关系。全文共分四章： 第一章是绪论，对活动星系核进行了总体的论述，简单介绍了活动星系核的分类， 以及相应的观测特征，光谱，偏振等等。并且对活动星系核的统一模型进行了简单的 论述。 第二章对活动星系核的宽发射线区域的特征进行了研究。首先我们简单论述了中心 黑洞质量和宽发射线区域物理参量的关系。接着考证了类星体的射电特性和中心黑洞 质量以及中心黑洞的吸积率之间的关系，这有助于进一步理解相对论性的射电喷流的 形成。但是通过由光学选和射电选的类星体组成的大样本的研究结果表明，在修正窄 发射线的影响之后，射电强度r ，剁电功率和中心黑洞质量以及中心黑洞的吸积率之间 的关系是非常微弱的。因此类星体的射电辐射并不仅仅是和中心黑洞的质量和吸积率 相关的。 接着我们对矮活动星系核的宽发射线区的结构进行了研究，通过h 一盯关系得到 矮活动星系核的中心黑洞的质量，利用维里定理计算处矮活动星系核的宽发射线区的 的尺度，同时利用宽发射线的光度来代替连续谱的光度，我们发现由r 日l rc c 上乳关系 预期的矮活动星系核的宽发射线区( 普通的宽发射线区和辐射极宽宽发射线的宽发射线 区) 的尺度要比使用维里定理计算得到的数值小l 到3 个量级。因此矮星系的b l r 中的电 子数密度和电离参数的乘积将比正常的活动星系核中的数值要低的多。由以上的结果 可以得出，矮活动星系核的电离连续谱的能量比正常的活动星系核的要小的多。接着 我们使用光致电离模型计算了以a d a f 作为输入的电离谱，n h 矿一1 0 4 1 0 8 c m _ 3 为输 入参数的矮活动星系核的输出线谱，和观测的结果是一致的。 接下来，我们研究了一类特殊的活动星系核，它们的宽发射线区域是来自靠近中 心黑洞的吸积盘上，因此宽发射线具有双峰的特征。由于双峰的宽发射线随着时间具 有明显的周期性，这与简单的宽发射线的光变是不一样的。因此我们考虑使用这一 特性来研究光学f e i i 发射线的发射区域。我们从s d s s 中找到了一类宽线双峰的活动星 系核，而且具有明显的光学f e i i 发射线。进行一段时间的监测，我们可以对其中的光 学f e i i 发射线的谱形的变化来验证光学f e i i 发射线是否来自靠近中心黑洞的吸积盘上? 而 i i a g n 发射线区特征的研究 且研究的这个类星体的宽发射线区域的内半径仅仅有3 0 个史瓦西半径，靠近中心黑洞 如此之近的发射区域，在已经发现的宽发射线双峰源中是最小的。 第三章我们对活动星系核的窄发射线区域的特征进行了研究。首先我们对中心黑洞 质量和窄发射线区域的物理参数之间的关系进行了简短的论述。接着我们考察：窄发 射线的宽度是否可以代替核球中的恒星的速度弥散这个问题? 这对于简洁方便的估计 中心黑洞质量和深入理解中心黑洞和寄主星系之间的联系有着重要意义。我们发现在 低光度的活动星系核中( s e y f e r t 和l i n e r 星系) ，窄发射线的宽度可以作为恒星速度弥 散的替代品，更重要的是，我们发现f n i l l 发射线的宽度和恒星速度弥散之间的关系要 比f o i i l l 发射线紧凑的多，而且不受射电喷流的影响。 接下来，我们对一类特殊的活动星系核一窄线双峰源一进行了研究。首先我们对双 核之间的距离比较大的双星系系统进行了研究，利用佯星系的窄发射线线谱和三个 高斯窄线可以非常好的将主星系的双峰窄线进行拟合。因此主星系的窄线双峰是由 两部分组成的，其中一个成分来自伴星系的窄发射线，另外个成分来自伴星系的 窄发射线。进而研究了核区可能包含有两个核的类星体s d s sj 1 0 4 8 + 0 0 5 5 。其窄发射 线o i i l l 双线和h 胆具有明显的双峰现象，而且8 4 g h z 的射电图像中可以明显的分辨两 个投影距离相距一2 0 p c 的射电平谱源。双峰中的每个成分都可以使用窄的高斯进行 非常好的拟合。o i i l l 发射线的光度大约为：l o 1 58 1 0 4 2e r gs ，和类星体 的o i i l l 光度相差不大。从而非常自然的解释为：核区存在着两个致密的类星体的核， 而且宽发射线区是被遮挡的。 从上面两个简单的双峰源的研究，我们可以对窄线双峰源有一个大体的认识。进 而，我们论述了如何从s d s s 中得到窄线双峰源的样本，并且对所有的窄线双峰源的 窄线取峰进行了拟合。接下来我们对窄线双峰源的特征进行了统计和简单的解释。窄 线双峰源的蓝端成分和红端成分的谱线宽度的分布基本一致，蓝端成分和红端成分线 心位置的偏移的分布是一致的，不存在其中个成分更加偏离线心的情况。窄线双峰 源要比普通的星系亮约两个星等，而且窄线双峰源的寄主星系更倾向于是早型星系， 同时对窄线双峰源的寄主星系的光学图形进行观察观察，窄线双峰源的寄主星系的形 态可以分为三类，一类是寄主星系是明显的双星系系统，第二类是寄主星系的图像中 可以看到明显的两个核，第三类的寄主星系具有尘埃环，不规则的尘埃尾巴等表征正 在或者已经发生碰撞或者并合的特征现象。并且给出了其中2 4 个具有明显的双星系特 征或者并合特征的寄主星系的图像。而且进一步的分析表明，窄线双峰源的巴尔末缩 减( b a l m e rd e c r e m e n t ) 比理论预期的值要大，因此窄线双峰源的寄主星系中含有丰富 的气体。经过对窄线双峰源的光谱分类，我们发现，在不同的发射线宽度范围中， 当9 h 。1 5 0 女r n ，s ，发现窄线双峰源的比例以h i i 区星系中最高的，这与富气体并合 中产生强烈的星暴是致的。接下来，我们对窄线双峰的形成进行了简单的解释：窄 线双峰是来自两个独立的核区，每个核区具有没有被破坏的窄发射线区。更进一步， 我们在窄线双峰源中找到了n 个源具有明显的双峰h o 发射线，但是f o i i i 】发射线是单 中文摘要 i i i 峰的。通过计算，我们发现，单峰 o i i i i 发射线的中心波长和通过h “的其中一个成分 的中心波长计算得到的对应与 o i i i 位置的中心波长是相互对应的。而且双峰的两个成 分的发射线的流量比的分布是满足正态分布的。双向外流模型将很难对上面两个结果 进行解释。 第四章我们对接下来要进行的工作进行简单的论述。 a b s t r a c t i nt h i sp h dt h e s i s ，w es t u d yt l l ep r o p e r t i e so fe m i 8 s i o nl i n er e 西。工l so fa c t i v eg a l a c 七i c n u c l e i ( a g n ) t h e 七h e s i si sd e v i d e di n t of o u rc l l a p t e r s i nt h ef j _ r 8 tc h a p t e r ，t h ec l a s s i 矗c a t i o no fa g n sa n dt h ec h 盯a c t e r so fo b s e r v e ds p e c t r a ， t h eh o s tg 出觚ya n du i f i e ds c h e m ef o ra g n 8a r ei i l t r o d u c e d i nc l l 印t e rt w o ，w er e e x 眦i n e dt h er e l a t i o n0 fr a d l op r o p e r t i e sw i t ht 1 1 ef u n d a m e n t a l p a r a m e t e r s8 u c l la 8b l a c kh o l em a s s 舡l da c c r e t i o nr a t ef o rs a m p l e so fr a 出oa n do p t i c a i s e l e c t e dq u a 8 a r 8 ，舭l dt a l 【i ga c c o u n to ft h ee 熊c t 8o fn a r r o wl i i l ec o m p o e n ta n dt h e c o n t i n u u mo fj e 七c 。m p o n 锄tt h er e s u i t ss h o wt h a tt l l ea t i c o r r e l a t i o nb e t w e e nr a d i o l o u d n e ；sa n db hm a s sf o rr a d i o - s e l e c t e dq u a s a r sp r e v i 0 1 i s l vc la i m e db vs e v e r a la u t h o r si s 1 i k e l ys p u r i o u sd u et ot h ei n c l u s i o no fn a r r o w1 i n ec o m p o n e n t i na d d i t i o n ，a l lp r e v i o u s c l a l m e dc o r r e l a t i 。n so fr a d i ol o u d n e 8 8o rr a d i op d w e r 们t hb l a c kh 。1 em l s so ra c c r e t i o n r a t ea r ew e a ko rn o te 抽s tf o re i t h e rr a d i o s e l e c t e dq u a s a rs a m p l e 。ro p t i c a l8 e l e c t e dl b q s s a m p i e t h e s er e s u l t ss u g g e s tt h a tt h er a d i oe m i s s i o ni sn o ts i m p l yr e l a t e dt ot h eb l a c k h o l eo ra c c r e t i o nr a t e ，a sp r o p o s e dr e c c t l yb ys e v e r a la u t h o r s u s i gt h ee m p i r 王c 胡r e l a t i o nb e t w e e nb l a c kh 0 1 em a s s 眦db u l g ev e l o c i t yd i s p e r s i o n e s t a b l i s h e df o ra c t i v ea n dq u i e s c e n tg a l a x i e s ，w ed e r i v et h es i z e so ft h eb r o a d _ l i n er e g i 。n s ( b l 风) f o r2 2d w a r fa c t i v eg a l 麟i e st h e s es i z e sa r ec o m p a r e dw i t ht h ( ) s eo fs e y f e r t1 g a l a x i e sa n dq u a s a r s w b 矗n dt h a tt h e8 i z e 。ft h eb l mo fs e y 扎r t1 sa n dq u a 8 a r si sw e l l s c a l e dw i t ht h el u m i n o s i t yo ft h eh 。l i n ew i t ha s l o p eo f 05 ，a n dd w a r fa c t i v eg 以a x i e s s h o wl a r g e rb i f bt h a nt h ev a l u e sp r e d i c t e db yt h eb l rs i z e l u m i n o s i c yr e l a t i o nf o rs e y f e r t lg a l a x i e sa n dq u a s i _ s t e l l a ro b j e c t s ( q s o s ) t h er e s u l t ss u g g e s tt h a tt h eb l r 8o fd w a r f a c t i v eg a l a c t i cn u c l e i ( a g n ) h a v el o w e ri o n i z a t i 。no r a n dl o w e rd e n s i t yt h a nt h o s eo f s e y f e r t1g a l a x i e sa n dq s o s p h o t 。i o i z a 七i o nc a l c u l 戤i o n ss h o wt h a tt h el a r g eb l r 占a r e c o n s i 8 t e n tw i t ho b s e r v e de m i s s i o nl i n es d e c t r a n e x t ，w es t u d yt h eb r o a de m i s s i o n1 i n ed o u b l e _ p e a k da g n st h ed o u b l e _ p e a k e db r o a d e m i s 8 i o nl i n e sa r eb e l i e v e dt oc o m ef r o ma c c r e t i o nd i s k b ya n a l y z i n gt h eo p t i c a lf b i i a n db a l m e rl i n es p e c t r ai na q u a s a rw i t hd 。u b l e p e a k e dl i n ep r o f i l e ，w et r yt oa d d r e s st h e o p t i c a lf e i ie m i s s i o n1 i n er e 百o nc o m e sf r o ma c c r e t i o n 山s ko ro u 七? f 1 l r t h e rm o r e ， t h e v ia g n 发射线区特征的研究 i n n e rr a d i u s 。ft h eq s oi so n l y3 0 r g ，i ti st h es m a l l e 8 tv a l u ea m o n gt h ed e t e c t e dd o u b l e p e a k e de m i s s i o n1 i n eo b j e c t s i nc h a p t e rt h r e e ，w e 矗r s t l yc h e c kt h ec o r r e l a t i o nb e t w e e ns t e l l a rv e l o c i t yd i s p e r s i o n a n dn a r r o we m i s s i o n1 i n ew i d t ht oa d d r e s sw h e t h e rt h eu a r r o we m i s s i o nl i n ew i d t hc o u l d r e n e c tt h e8 t e l l 盯v e l o c i t yd i s p e r s i o nw l l i c hi 8i m p o r t a tt oe 8 t i m a t et h ec e n t r a lb hm a s s c o n v e n i e n t l ya n dt ou n d e r s t a l l dt h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nc e i l t r a lb ha n dt h eh o s tg 猷a x y ? w ef i n dt h a ti nl o wl u m i n o u sa g n s ，s u c l la ss e y f e r ta dl i n e rg a l a 妇e s ，t h er e l a t i o n o f 盯a n dn a t o we m i s 8 i o nl i n ew i d t hr e 砒l ye x i s t s h o w e v e r ，u s i n g n i i 】l i n ew i d t hi sa n b e t t e rc h 。i c et h a nu s i n g 【o i i 马l i n ew i d t hf b rt h el r e rs c a t t e r t h e nw es t u ( 1 yt h en ”r o we m i s s i o nl i n eo b j e c t sw es e l e c t1 6 5n a 盯o we m i s s i o nl i n e d o u b l e _ p e a k e do b i e c t s6 m ms d s sd r 2h o wt os e l e c tt h eo b e c t sa n dh o wt o6 tt h e d o u b l e p e a k e dn a r r o we m i s s i o nl i n e sa r ep r e s e n t e dmt h i sc h a p t e r u s i n gt l l es 锄p l e ， w eg e ts o i r l eu s e f u ls t a t i s t i c a lr e s u l t s t h em e a nv a l u eo fa b 8 0 l u t em a g n i t u d eo fd o u b l e _ p e a k e do b j e c t si 8a b o u t 。n ea n dal l a l fm a g n i t u d e sl o r e rt h a nt h a t o fn 。r m 出g “a x i e s t h ed i s t r i b u t i o n so fl i n ew i d t h sa n dp e a k8 e p a r a t i o 工l so ft w 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1 0 s eq u a s a r l i k er m c l e ia n dt h eb l r 缸o u n dt h e m a r eo b 8 c u r e d o t h e rp o s s i b l em o d e l sa r ea l s od i s c u s s e d w 毫s u g g e s tt h a td o u b l e p e a k e d n 盯r o we m i s s i o nl i n ep r 。f l l em a yb ea ne f f e c t i v ew a yo f8 e l e c t i n gc a n d i d a t e so f b i n a r yb l a c k h o l e sw i t hi 1 1 t e r m e d i a t es e p a r a t i o l l 、 t h ec h a p t e rf o u rp r e s e n t ss o m ew o r kw h i c hi sb e i n gc a r r i e do n 第一章 绪论 对活动星系核( a c t i v eg a l a c t i cn u c l e i ，a g n ) 进行完美的定义是非常困难的，尽管活 动星系核作为宇宙中最有意义的天体已经被广泛的观铡和研究。但是从( 英文) 字面上来 说，后面两个单词的意义却十分清楚，即活动星系核应该是一种活跃在仅仅几个p c 或 者几百个p e 的星系核区尺度上的现象。这在物理上是很容易让人接受的。因为活动星 系核中心的大质量的黑洞对周围环境中气体的吸积将导致大量引力能的释放。而对于 “活动”的定义也是相对比较容易的。普通的星系能主要是由产生的，而且所覆盖的 波长范围是有限的。当星系中部分能量的释放机制并不是恒星演化所产生的，那么我 们称之为是“活动的”。这种不同于恒星演化的机制所产生能谱量几乎覆盖所有的波 长范围。这种理论上的定义是比较清晰的。一般说来，活动星系核所释放的光度范围 在1 0 “一1 0 4 7 e r 口- s ，而太阳的光度仅仅有1 0 3 3 e r os 。 活动星系核的光变现象也是非常普遍的。光变时标从小时到年不等，而且不同的波 段光变时标也不一样。而光变时标实际1 ：二是能量辐劓源尺度的个上限。因此，活动 星系核所释放的巨大能量实际上来自于一个非常小的空间中。这导致活动星系核中心 存在大质量黑洞( b l a c kh 0 1 e ，b h ) 的吸积。而越来越多的证据表明星系中普遍存在着大 质量的黑洞，其质量范围大约是1 0 6 1 0 1 0 。中心大质量黑洞的吸积气体导致引力能 的释放从而提供活动星系核的高光度所需要的能量。这种吸积机制已经被广为接受。 由于观测的原因，以及光谱的差异活动星系核又产生了不同的分类。下面我们简单 介绍活动星系核的分类，活动星系核普遍的特征以及活动星系核的统一模型。 1 1 s e y f e r t 星系 s e y f e r t 星系在活动星系核中属于光度较低的一类：一2 1 5 + 5l o g o ，其中危。是 以1 0 0 后m s m p c 一1 为单位的h u b b l e 常数。s e y f e r t 星系是一类较特殊的星系。其 特点是，星系的中心有一个蓝色的亮核，并且观测光谱中有许多发射线，包括宽 的发射线以及相对较窄的发射线。从s e y f e r t 星系的光谱特征中，我们可以得到如 2 a g n 发射线区特征的研究 下的图象：s e y f e r t 星系的中心是一个产生非热连续谱的区域，中心源外面是一个很 大的产生发射线的区域。发射线区有大量的气体，气体以气团的形式出现。气团 高速运动，在中心源连续辐射的激发下产生宽的以及窄的的发射线。s e y f e r t 星系还 可分为i 型和i i 型两种。i 型s e y f e r t 星系的光谱中存在着明显的宽发射线f k h a c h i k i a n & w e e d m a i l ，1 9 7 4 ) 。i i 型s e y f e r t 星系的光谱中只有明显的窄发射线。s e y f e r t 星系一般是 旋涡星系，但其旋臂不甚明显。图1 ，1 显示了不同类型s e y f e r t 星系的光学波段的谱。尽 图1 1 ：不同类型的s e y f e r t 星系的光谱。摘录于自然杂志的天文学与天体物理学大百科 全书。 管s e y f e r t 2 星系中的非热辐射成分很难与普通的恒星光区分开来。但是从线谱可以看 出，s e y f e r t 星系的线谱包含了很大范围电离度的发射线。这表明入射的电离连续谱成 分是一个下降比较慢的谱，这与恒星光谱有很大的差异。 第一章1 绪论 3 1 2l i n e r 星系 在低光度活动星系核的范围内，还存在着一类活动星系核，即l i n e r 星系。l i n e r 星 系f l o wi o n i z a t i o nn u c i e a re m i s s i o n l i n er e g i o n ) 是由h e c k m a n 于1 9 8 0 年首次定义的。 l i n e r 星系的观测光谱和s e y f e r t i i 星系类似，只存在着明显的窄发射线。但是l i n e r 星 系与s e y f e r t 2 星系存在着一个明显的区别：l i n e r 星系中的低电离线，例如f 0 1 1 a 6 3 0 0 a 和 n i i a a 6 5 4 8 ，6 5 8 3 a ，相对来说比较强，而高电离度的f o i i l l a 5 0 0 7 a 发射线的强度较 弱。这种不同的线比反映了不同种类的活动星系核的电离连续谱之间的不同。更进 一步的研究表明，根据不同的线比，天文学家可以把h i i 区星系和不同种类的活动星 系核【噩分开来( b “d w i n ，p h i l l i p s t e r l e v i c h ，1 9 8 1 ，缩写为b p t ) 。现在的研究结果表 明，l i n e r 星系的发射线谱完全可以通过一个低光度的类似子s e y f e r t 的电离连续谱的 光致电离产生。 1 3 q s o 2 0 世纪5 0 年代，天文学家用射电望远镜进行观测时，发现宇宙中存在着大量的射电 源，但是有很多射电源却很难找到对应的光学可见天体。这个现象直到1 9 6 0 年才阱类 星体的出现而告终。在这一年里，美国天文学家m a t h e 粥和s a n d 靼e 利用口径5 米的巨型 望远镜，发现个射电源3 c 4 8 对应于一颗1 6 等的暗星，其紫外辐射很强，光谱中有一 些”莫名其妙”的发射线。两年之后，天文学家h a z a r d ，m a c l ( e y s h i m l n i n s 又找到了 射电源3 c 2 7 3 的光学对应可见天体，一个视星等为1 3 星等的像恒星状的天体。图1 2 中 给出了3 c 2 7 3 光学对应体的像。1 9 6 3 年，m s c h m i d t 确认这些发射线实际上是红移很 大的普通的氢线。根据h u b b l e 定律，这种大红移导致类星体实际上正在以巨大的速度 在距离我们很遥远的地方飞速的远离我们。至此我们可以给类星体下一个简单明了的 定义：类星体是具有巨大红移的恒星状的天体。类星体的发现是2 0 世纪6 0 年代天文学 上最令人兴奋的大事之一，与脉冲星、微波背景辐射和星际有机分子一道并称为2 0 世 纪6 0 年代天文学四大发现。 类星体的主要特征包括：( 1 ) ：光学图像像颗恒星，当然高分辨率的图像可以观测到 寄主星系的辐射。可以看到很多类星体中有两侧的或单侧的喷流。图1 3 显示了射电类 星体3 c 2 7 3 的喷流结构。喷流中的物质的运动速度达到了亚光速的程度。f 2 ) ：光谱中 含有丰富的发射线，包括宽发射线，窄发射线。宽发射线宽度一般在1 0 3 1 0 4 m 5 。 窄发射线的宽度一般在1 0 0 0 m 5 - 1 以下。图1 4 显示了类星体的光谱。f 3 ) ：在不同的 波段，类星体具有不同的光变时标，可以从天的量级到月的量级。而且高频波段的光 变时标比低频波段的光变时标要相应的短。( 4 ) ：具有很大的红移，现在观测到的最大 的红移可以超过6 ，由于技术的原因，寻找更高红移的类星体变得非常困难。f 5 ) ：在光 学，紫外以及x 射线波段都具有很高的辐射，而射电波段的辐射相应较低。 4 a g n 发射线区特征的研究 图1 2 ：类星体3 c 2 7 3 的光学对应体的像。摘录于自然杂志的天文学与天体物理学大百科 全书。 图13 ：3 c 2 7 3 的喷流。摘录于自然杂志的天文学与天体物理学大百科全书。 第一章1 绪论 光学图像和恒星类似的另一类活动星系核则是b ll a c 天体。现在一般认为b ll a c 天 体是具有很高b e a m 效应的活动星系核，这导致它们的光谱与普通的类星体有很大的差 异。首先，b ll a c 的宽发射线很难被分辨出来。其次具有强的光变，而且具有强的偏 振。b ll a c 天体一般都是射电比较强的源。 那么s e y f e r t 星系和类星体之间是否存在一致性? 这个问题直到2 0 世纪9 0 年代才得以 解决。2 0 世纪9 0 年代中期，随着观测技术的提高，天文学家观测到了类星体的寄主星 系，并且测出了它们的红移值。由于类星体过于明亮，掩盖了寄主主星系相对暗淡的 光线，所以寄主星系在很长的一段时间内没有引起人们的注意。直到在望远镜上安装 了类似观测太阳大气用的日冕仪一样的仪器，遮挡住类星体明亮的光，才观测到了它 们所处的寄主星系。这与s e y f e r t 星系的图像有很好的一致性。图l5 给出了类星体的寄 主星系的图像。 1 4射电星系和极亮红外星系 根据线谱来确定射电星系是否具有活动性。射电星系一般可以分为两类：宽线 射电星系和窄线射电星系。一般说来它们对应于射电强的s e y f e r t l 和s e y 如r t 2 星系。 因此射电星系实际上是s e y f e r t 星系中射电比较强的一类。射电的强弱一般按照如 下的标准划分：1 0 b 。1 0 0 0 为射电强源，0 1 甩。1 为射电弱源。这 里，届。= g 日。，。：是射电波段和光学波段的流量比。而根据射电图像的形态和射 电的强弱，又可以分为f r i 和f r i i 两类( f a n a r o f r & 雕l e y ，1 9 7 4 ) 。f r i 射电星系的射电流 量相对较弱，而且大部分射电辐射来自核区。f r i i 射电星系的射电流量比较强，而且 大部分的射电辐射来自外区的射电瓣。一般的类星体都是f r j i 射电星系。图1 6 给出 了f r i 和f r i i 的图像。f r i 和f r i i 的射电流量分界：l ，f 14 g 日z ) = 1 0 3 2 e r 9 s - 日z ， 是由b r i d l e p e r l e v 于1 9 8 4 年给出的。 随着i r a s 卫星( i n f r a r e da s t r o n o n l y i c a ls a t e l l i t e ) 的观测，天文学家发现了一类特殊的 天体，称之为极亮红外星系。它们辐射的能量大部分在红外波段，这与普通的类星体 有一定的区别。极亮红外星系的辐射能量一般满足：l ( 8 1 0 0 0 芦m ) 1 0 ”工。而且红 外波段的能量一般是光学波段能量的1 0 倍或者更高。现在的研究表明大部分极亮红外 星系的辐射能量一部分来自于星系中的星暴( s t a r b u r s t ) ，一部分能量来自被尘埃( 温度 大约1 0 0 k 或者更低) 掩盖的活动星系核。 越来越多的证据显示，类星体，s e y f e r t 星系，b ll a c 天体，射电星系以及部分极 亮红外星系被证实为均是活动星系核，一种试图从物理本质上统一射电星系、类星 体、s e y f e r t 星系和b ll a c 天体等不同类型的活动星系核的统一模型逐渐受到普遍认 可。 6a g n 发射线区特征的研究 r 鳅啪y 幽唣鎏菇两 图1 4 ：由l 0 0 0 多个类星体的光谱平均之后得到类星体的综合光谱( c o m p o s i t es p e c t r a ) 。 摘录自于自然杂志的天文学与天体物理学大百科全书。 图1 5 ：类星体寄主星系的示意图。摘录自于自然杂志的天文学与天体物理学大百科全 书。 j“iiii砖-勇i_l吣j-每v“瞄矗 第一章1 绪论 7 1 5活动星系核的统一模型 统一模型的主要目的是用一个简单的模型来解释不同类的活动星系核之间的差异。 现在有足够多的证据说明活动星系核的几何结构并不是完全对称的，活动星系核的辐 射也是各向异性的。从而活动星系核的观测特征在很大程度上依赖于观测的角度。这 种依赖于观测角度而产生的播动星系核的特征是由于源内部的特殊结构所造成的， 例如活动星系核中非球对称的光厚的尘埃环f d u 8 tt o r u s ) ，以及具有相对论性运动的喷 流。都可以在某些特定的方向上产生特殊的观测效果。基于这种视向效应的统一模型 在很大程度上取得了成功。表1 1 中显示了不同活动星系核基于视向效应的统一。 表1 ，1 ：简单的统一模型 但是细致的研究表明：s e y f e r t i i 星系比s e y f e r t i 星系更加倾向于存在于晚型星系 中( h u b b l et y p e 倾向于s b b ，甚至更晚型的星