活動(dòng)星系核統(tǒng)一模型總結(jié)

1、活動(dòng)星系核統(tǒng)一模型總結(jié)學(xué)號(hào)：12011011220 姓名：張林 專(zhuān)業(yè)：粒子物理與原子核一統(tǒng)一思想和原則類(lèi)星體和活動(dòng)星系核的射電和高頻輻射顯示出明顯的各向異性。因此可以想象，對(duì)于同一個(gè)活動(dòng)星系核，如果從不同的方向進(jìn)行觀測(cè)，一定會(huì)觀測(cè)到不同的景象。也就是說(shuō)，活動(dòng)星系核的分類(lèi)可能強(qiáng)烈的依賴(lài)于觀測(cè)的取向。Osterbrock（1978）在研究Seyfert星系時(shí)就指出，Seyfert2星系光譜中未觀測(cè)到寬發(fā)射線可能是由于取向效應(yīng)，光學(xué)厚的塵埃環(huán)擋住了來(lái)自寬線區(qū)的輻射。Blandford和 Rees認(rèn)為，當(dāng)我們沿著射電軸（噴流）的方向觀測(cè)射電噪活動(dòng)星系核時(shí)，就會(huì)觀測(cè)到blazar 現(xiàn)象，因此blazar

2、 實(shí)際上也是正常的射電噪活動(dòng)星系核?；谶@些想法，發(fā)展起了“統(tǒng)一模型”。企圖用最少的參數(shù)統(tǒng)一描述包括類(lèi)星體在內(nèi)的各種活動(dòng)星系核。通常又分為強(qiáng)統(tǒng)一模型和弱統(tǒng)一模型。強(qiáng)統(tǒng)一模型只有一個(gè)內(nèi)稟參數(shù)，即觀測(cè)者的視線相對(duì)于活動(dòng)星系核對(duì)稱(chēng)軸的取向，各種活動(dòng)星系核的差異全由取向決定。從不同的方向看過(guò)去，將看到不同類(lèi)型的活動(dòng)星系核。而弱統(tǒng)一模型則有更多的參數(shù)，總光度（光學(xué)光度和射電光度）和取向。在這類(lèi)模型中活動(dòng)星系核包括射電噪和射電寧?kù)o這兩個(gè)類(lèi)型。AGN標(biāo)準(zhǔn)模型（洋蔥模型）要素1. 超大質(zhì)量黑洞 2.吸積盤(pán) 3.噴流輻射能源來(lái)自于超大黑洞對(duì)物質(zhì)的引力吸積，吸積盤(pán)粘滯致使引力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為輻射能，Seyfert107

3、Mo,Rs1013cm。輻射區(qū)各部分的尺度如下：紫外/光學(xué)連續(xù)輻射1015cm；X-射線輻射Rs；寬線區(qū)1016cm；紅外 1017cm；窄線區(qū) 1018cm一個(gè)簡(jiǎn)單的統(tǒng)一模型如下：射電性質(zhì) 取向 正向 側(cè)向射電寧?kù)o Seyfert 1 Seyfert 2 射電寧?kù)o類(lèi)星體 遠(yuǎn)紅外星系？射電噪 寬線射電星系 窄線射電星系 BL Lac天體 FR 類(lèi)星體/OVV FR 在這個(gè)模型中，各種活動(dòng)星系核的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：Seyfert 1BLRG；Seyfert 2NLRG；BL LacFR；類(lèi)星體/OVVFR；射電寧?kù)o類(lèi)星體很可能就是高光度的Seyfert 1。二統(tǒng)一模型的驗(yàn)證1.兩類(lèi)Seyfert星系S

4、eyfert 1NLR clouds(50-100pc)Ionization zoneboundaryGas & dust torusSeyfert 2ENLRclouds(kpc)支持Seyfert 2為低態(tài)Seyfert 1的論證有（1）塵埃環(huán)的存在，導(dǎo)致Seyfert 2光譜中沒(méi)有寬發(fā)射線，又由于假設(shè)塵埃環(huán)上“散射介質(zhì)”的存在，所以Seyfert 2的AGN連續(xù)譜相對(duì)于恒星連續(xù)譜的強(qiáng)度比Seyfert 1弱，同時(shí)在一些Seyfert 2 星系的光譜中確實(shí)觀測(cè)到寬發(fā)射線。（2）Seyfert 2 星系NGC 1068 的AGN連續(xù)譜偏振度高達(dá)16%，在它的線偏振光譜中探測(cè)到寬發(fā)射線

5、，。（3）在seyfert 2 星系中觀測(cè)到“電離錐”，電離錐的出現(xiàn)意味著各向異性，計(jì)算產(chǎn)生于電離錐的氫線的光子數(shù)Q（H）和從觀測(cè)的連續(xù)光譜推得的光子數(shù)Q(H)，Q（H）/ Q(H)1，也就是說(shuō)對(duì)于觀測(cè)者，核心的許多電離輻射源隱藏起來(lái)了。2.統(tǒng)一模型的統(tǒng)計(jì)檢測(cè)統(tǒng)計(jì)方法是選取觀測(cè)性質(zhì)差異取決于朝向差異的“總?cè)骸保容^天體來(lái)自同一“總?cè)骸?。但集合?nèi)稟光度范圍類(lèi)似的，可能存在關(guān)聯(lián)的各類(lèi)AGN樣本是極其困難的。幾種可能性：1. 擴(kuò)展的射電輻射：射電源的組成=擴(kuò)展的陡譜部分+致密的平譜核，等號(hào)右邊第一項(xiàng)有高度方向性、聚束的特點(diǎn)，第二項(xiàng)則有假定各項(xiàng)同性，那么核主導(dǎo)的射電源可能是核流量/瓣流量（R）大，靠近

6、視線；而瓣主導(dǎo)的可能是R小，聚束成分不靠近視線。統(tǒng)計(jì)上相當(dāng)于區(qū)分“平譜源”和“陡譜源”與方向有關(guān)。2. 硬X射線輻射：硬X射線的主要不透明源是來(lái)自電子散射，觀測(cè)發(fā)現(xiàn)Seyfert 2硬X射線光度低于Seyfert 1，這是由于電子柱密度不同，統(tǒng)計(jì)上相當(dāng)于支持Seyfert 2是被減弱的Seyfert 1。3. 遠(yuǎn)紅外輻射：推測(cè)遮蔽環(huán)對(duì)遠(yuǎn)紅外不透明，塵埃環(huán)光譜與方位有關(guān)。4. 擴(kuò)展的窄線輻射：原則上說(shuō)，擴(kuò)展窄線區(qū)發(fā)射線總光度不受遮蔽環(huán)的影響。3. 射電寧?kù)o類(lèi)星體射電寧?kù)o類(lèi)星體可能是高光度的Seyfert 1 星系。如果統(tǒng)一模型也適用于類(lèi)星體，那么應(yīng)該有很多二型類(lèi)星體，但迄今為止的巡天，只發(fā)現(xiàn)了極

7、少的窄線類(lèi)星體，可能的原因有（a）現(xiàn)有的巡天方法不利于發(fā)現(xiàn)二型類(lèi)星體，（b）由于強(qiáng)輻射場(chǎng)的作用，塵埃環(huán)可能被破壞了，或者不存在，或者變薄了，屏蔽不了中心源和寬線區(qū)，(C)這類(lèi)天體可能存在，但并沒(méi)有把它們分類(lèi)為二型類(lèi)星體。例如極亮遠(yuǎn)紅外星系，和類(lèi)星體相當(dāng)，光度大，紅外強(qiáng)，譜線窄。寬線射電星系（BLRG）射電噪類(lèi)星體OVV三統(tǒng)一模型的研究結(jié)果 窄線射電星系（NLRG）射電噪AGNSeyfert 2射電寧?kù)oAGNBL Lac天體？射電寧?kù)o類(lèi)星體Seyfert 21.射電寧?kù)o天體 有利于Seyfert星系統(tǒng)一的論據(jù)：（1）偏振光譜；Seyfert 2散射光譜中出現(xiàn)Seyfert 1光譜（2）窄線光譜在

8、統(tǒng)計(jì)上不可區(qū)分。并非所有Seyfert 2都是Seyfert 1的論據(jù)：（1）Seyfert 2 連續(xù)譜非偏振，或非單次散射？（2）未知的高偏振；（3）類(lèi)星體都是I型的，那么II型類(lèi)星體在哪里？2.射電噪天體 射電噪類(lèi)星體中的難題：（1）單邊噴流與雙向噴流的問(wèn)題；（2）陡譜源的問(wèn)題；（3）擴(kuò)展射電源尺度問(wèn)題； 統(tǒng)一模型對(duì)難題的解答：射電噪類(lèi)星體與 FR II 統(tǒng)一，即某些類(lèi)星體被認(rèn)證為FR II。3. 射電噪天體與射電寧?kù)oAGN的統(tǒng)一和關(guān)系觀測(cè)對(duì)AGN 統(tǒng)一體系的支持：（1）Seyfert 星系與類(lèi)星體的主要差別是中心源光度；（2）Seyfert 1與 Seyfert 2 的主要差別是視線被遮

9、擋的問(wèn)題；窄線射電星系（NLRG）與寬線射電星系（BLRG）存在類(lèi)似關(guān)系；（3）Blazar是視線靠近射電軸向的AGN。射電噪與射電寧?kù)o AGN 統(tǒng)一的可能性：黑洞自轉(zhuǎn)速率由星系并合決定：1. 小-小并合 低質(zhì)量高自轉(zhuǎn)黑洞，早型星系中的低光度射電源？2. 大-小并合 大質(zhì)量低自轉(zhuǎn)黑洞，射電寧?kù)o AGN？3. 大-大并合 大質(zhì)量高自轉(zhuǎn)黑洞，射電噪 AGN？總結(jié)寬線區(qū)和窄線區(qū)的基本參數(shù)寬線區(qū)： 寬線光譜譜線相對(duì)強(qiáng)度和輪廓存在多樣性；存在允許線及半禁線，譜線混雜；同一光譜中，不同發(fā)射線的寬度也可能不同；寬發(fā)射線觀測(cè)多在可見(jiàn)光波段；其他（如紅外，紫外）也有；寬發(fā)射線也有光變，且與連續(xù)譜光變強(qiáng)烈相關(guān) 光

10、學(xué)厚模型。電子數(shù)密度n： 10cm , 依據(jù)：缺O(jiān)4363，4959，5007，有C 1909。溫度T： 10K ， 依據(jù)：光致電離模型，否定熱加寬。電離參數(shù)： 0.1 ， 依據(jù)：譜線強(qiáng)度和光致電離模型。寬線區(qū)尺度： 0.010.1pc , 依據(jù)：（對(duì)seyfert1）反響映射。 1pc , （對(duì)QSO）。云的運(yùn)動(dòng)速率： 10km·s,依據(jù)：譜線寬度。覆蓋因子： 0.1, 依據(jù)：Lyman系限處的吸收，光致電離模型。窄線區(qū)： 窄線光譜有禁線出現(xiàn)（寬發(fā)射線光譜中無(wú)禁線，只有允許線?。㏒eyfert I 型星系與Seyfert II 型星系的區(qū)別，前者同時(shí)存在寬發(fā)射線和窄線，且都為允許線，后者只有窄線，但存在禁線或半禁線。輻射來(lái)自空間延展區(qū)域（非致密，非緊湊）；禁線輻射各向同性，窄線自吸收效應(yīng)可忽略，窄線流量觀測(cè)中的方向依賴(lài)性源自塵埃？電子密度： 10cm