活动星系核统一模型总结.doc

活动星系核统一模型总结学号：12011011220 姓名：张林 专业：粒子物理与原子核一统一思想和原则类星体和活动星系核的射电和高频辐射显示出明显的各向异性。因此可以想象，对于同一个活动星系核，如果从不同的方向进行观测，一定会观测到不同的景象。也就是说，活动星系核的分类可能强烈的依赖于观测的取向。Osterbrock（1978）在研究Seyfert星系时就指出，Seyfert2星系光谱中未观测到宽发射线可能是由于取向效应，光学厚的尘埃环挡住了来自宽线区的辐射。Blandford和 Rees认为，当我们沿着射电轴（喷流）的方向观测射电噪活动星系核时，就会观测到blazar 现象，因此blazar 实际上也是正常的射电噪活动星系核。基于这些想法，发展起了“统一模型”。企图用最少的参数统一描述包括类星体在内的各种活动星系核。通常又分为强统一模型和弱统一模型。强统一模型只有一个内禀参数，即观测者的视线相对于活动星系核对称轴的取向，各种活动星系核的差异全由取向决定。从不同的方向看过去，将看到不同类型的活动星系核。而弱统一模型则有更多的参数，总光度（光学光度和射电光度）和取向。在这类模型中活动星系核包括射电噪和射电宁静这两个类型。AGN标准模型（洋葱模型）要素1. 超大质量黑洞 2.吸积盘 3.喷流辐射能源来自于超大黑洞对物质的引力吸积，吸积盘粘滞致使引力势能转换为辐射能，Seyfert107Mo,Rs1013cm。辐射区各部分的尺度如下：紫外/光学连续辐射1015cm；X-射线辐射Rs；宽线区1016cm；红外 1017cm；窄线区 1018cm一个简单的统一模型如下：射电性质 取向 正向 侧向射电宁静 Seyfert 1 Seyfert 2 射电宁静类星体 远红外星系？射电噪 宽线射电星系 窄线射电星系 BL Lac天体 FR 类星体/OVV FR 在这个模型中，各种活动星系核的对应关系是：Seyfert 1BLRG；Seyfert 2NLRG；BL LacFR；类星体/OVVFR；射电宁静类星体很可能就是高光度的Seyfert 1。二统一模型的验证1.两类Seyfert星系Seyfert 1NLR clouds(50-100pc)Ionization zoneboundaryGas & dust torusSeyfert 2ENLRclouds(kpc)支持Seyfert 2为低态Seyfert 1的论证有（1）尘埃环的存在，导致Seyfert 2光谱中没有宽发射线，又由于假设尘埃环上“散射介质”的存在，所以Seyfert 2的AGN连续谱相对于恒星连续谱的强度比Seyfert 1弱，同时在一些Seyfert 2 星系的光谱中确实观测到宽发射线。（2）Seyfert 2 星系NGC 1068 的AGN连续谱偏振度高达16%，在它的线偏振光谱中探测到宽发射线，。（3）在seyfert 2 星系中观测到“电离锥”，电离锥的出现意味着各向异性，计算产生于电离锥的氢线的光子数Q（H）和从观测的连续光谱推得的光子数Q(H)，Q（H）/ Q(H)1，也就是说对于观测者，核心的许多电离辐射源隐藏起来了。2.统一模型的统计检测统计方法是选取观测性质差异取决于朝向差异的“总群”，比较天体来自同一“总群”。但集合内禀光度范围类似的，可能存在关联的各类AGN样本是极其困难的。几种可能性：1. 扩展的射电辐射：射电源的组成=扩展的陡谱部分+致密的平谱核，等号右边第一项有高度方向性、聚束的特点，第二项则有假定各项同性，那么核主导的射电源可能是核流量/瓣流量（R）大，靠近视线；而瓣主导的可能是R小，聚束成分不靠近视线。统计上相当于区分“平谱源”和“陡谱源”与方向有关。2. 硬X射线辐射：硬X射线的主要不透明源是来自电子散射，观测发现Seyfert 2硬X射线光度低于Seyfert 1，这是由于电子柱密度不同，统计上相当于支持Seyfert 2是被减弱的Seyfert 1。3. 远红外辐射：推测遮蔽环对远红外不透明，尘埃环光谱与方位有关。4. 扩展的窄线辐射：原则上说，扩展窄线区发射线总光度不受遮蔽环的影响。3. 射电宁静类星体射电宁静类星体可能是高光度的Seyfert 1 星系。如果统一模型也适用于类星体，那么应该有很多二型类星体，但迄今为止的巡天，只发现了极少的窄线类星体，可能的原因有（a）现有的巡天方法不利于发现二型类星体，（b）由于强辐射场的作用，尘埃环可能被破坏了，或者不存在，或者变薄了，屏蔽不了中心源和宽线区，(C)这类天体可能存在，但并没有把它们分类为二型类星体。例如极亮远红外星系，和类星体相当，光度大，红外强，谱线窄。宽线射电星系（BLRG）射电噪类星体OVV三统一模型的研究结果 窄线射电星系（NLRG）射电噪AGNSeyfert 2射电宁静AGNBL Lac天体？射电宁静类星体Seyfert 21.射电宁静天体 有利于Seyfert星系统一的论据：（1）偏振光谱；Seyfert 2散射光谱中出现Seyfert 1光谱（2）窄线光谱在统计上不可区分。并非所有Seyfert 2都是Seyfert 1的论据：（1）Seyfert 2 连续谱非偏振，或非单次散射？（2）未知的高偏振；（3）类星体都是I型的，那么II型类星体在哪里？2.射电噪天体 射电噪类星体中的难题：（1）单边喷流与双向喷流的问题；（2）陡谱源的问题；（3）扩展射电源尺度问题； 统一模型对难题的解答：射电噪类星体与 FR II 统一，即某些类星体被认证为FR II。3. 射电噪天体与射电宁静AGN的统一和关系观测对AGN 统一体系的支持：（1）Seyfert 星系与类星体的主要差别是中心源光度；（2）Seyfert 1与 Seyfert 2 的主要差别是视线被遮挡的问题；窄线射电星系（NLRG）与宽线射电星系（BLRG）存在类似关系；（3）Blazar是视线靠近射电轴向的AGN。射电噪与射电宁静 AGN 统一的可能性：黑洞自转速率由星系并合决定：1. 小-小并合 低质量高自转黑洞，早型星系中的低光度射电源？2. 大-小并合 大质量低自转黑洞，射电宁静 AGN？3. 大-大并合 大质量高自转黑洞，射电噪 AGN？总结宽线区和窄线区的基本参数宽线区： 宽线光谱谱线相对强度和轮廓存在多样性；存在允许线及半禁线，谱线混杂；同一光谱中，不同发射线的宽度也可能不同；宽发射线观测多在可见光波段；其他（如红外，紫外）也有；宽发射线也有光变，且与连续谱光变强烈相关 光学厚模型。电子数密度n： 10cm , 依据：缺O4363，4959，5007，有C 1909。温度T： 10K ， 依据：光致电离模型，否定热加宽。电离参数： 0.1 ， 依据：谱线强度和光致电离模型。宽线区尺度： 0.010.1pc , 依据：（对seyfert1）反响映射。 1pc , （对QSO）。云的运动速率： 10kms,依据：谱线宽度。覆盖因子： 0.1, 依据：Lyman系限处的吸收，光致电离模型。窄线区： 窄线光谱有禁线出现（宽发射线光谱中无禁线，只有允许线！）Seyfert I 型星系与Seyfert II 型星系的区别，前者同时存在宽发射线和窄线，且都为允许线，后者只有窄线，但存在禁线或半禁线。辐射来自空间延展区域（非致密，非紧凑）；禁线辐射各向同性，窄线自吸收效应可忽略，窄线流量观测