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1、引言 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 活动星系核 AGNs (Active Galactic Nuclei) 是河外天体中的一个大类，并且在河外天体中所占的数目不太多，可是对它的研究却是当代天体物理学中最热门和最有生机的研究领域之一。AGN的起源、结构、演化是研究星系乃至宇宙起源和演化的关键所在，它涉及到天体物理学最基本的问题和众多的理论，在能量产生、辐射机制和宇宙论等基本问题中占有重要的地位[1]。 paper51.com 由于Blazar天体是一类性质极为特殊的活动星系核，具有快速光变、高偏振、非热辐射和无发射线或弱发射线的特征，对这些独特的性质研究是揭示Blazar天体本质和了解活动星系核物理过程的一个有效途径，能够促进活动星系核的理论和模型的发展，并成为研究宇宙能源和活动星系核的关键天体[2]。 paper51.com 活动星系核的能源问题是活动星系核的基本问题。这个问题的本质是为什么一个活动星系核在一个非常小的区域能够产生非常大的能量[1]。目前的理论模型是活动星系核有个中心发动机：黑洞+吸积盘+喷流[2]――吸积盘和喷流各自的辐射及相互作用的辐射共同形成Blazar天体的辐射谱及其观测特征，而在活动星系核中心有一个被吸积盘包裹着的黑洞，能量是通过黑洞吸积物质释放的。这样，黑洞的质量就是一个非常重要的因素，为此，天文学家提出各种估算黑洞质量的方法[1]。 http://www.paper51.com 目前，已有17个Seyfert星系和19个类星体的宽发射线区尺度由反射图法确定，进而得到它们的中央黑洞质量[3，4]。他们得到的黑洞质量显示： Seryfert星系中央黑洞质量为，而类星体中央黑洞质量为 [5]。本文介绍了两种估算黑洞质量的方法，用这两种方法对一个Blazar天体样本进行黑洞质量估算，并做出比较。 copyright paper51.com
2、黑洞质量的估算方法 对于一般星系，可以根据核气体盘的运动学和基于高分辨率地面望远镜光谱观测的恒星动力学性质研究来估算黑洞质量。但是要观测星系中心的恒星的动力学状况是比较困难的，因为活动星系核都很遥远，观测上会受分辨率的限制，恒星吸收特征被中央亮核所淹没，而气体的运动会受喷流、风等非引力成分的影响。所以对于即非常亮而又非常遥远的活动星系核来说，直接根据其核心区域恒星动力学和气体动力学性质来估算黑洞质量是很困难的。因此，除了少数的活动星系核可以利用气体动力学，恒星动力学性质来估算中央黑洞质量外，更多的是用间接的方法[5]。下面主要介绍我们所用到的两种方法。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 2.1 关系 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 随着资料的积累，人们发现中心黑洞质量与寄主星系不同量之间存在相关性，其中关系是最可靠的相关性之一[6]。最初确定关系的那些天体都是非活动星系，而黑洞质量是由恒星、气体运动学确定，后来发现由反射成图法测得黑洞质量的活动星系核也满足相同的关系[7]。 Ferrarese & Merritt对包括银河系，NGC 4258 的12个星系的中央黑洞质量与核球速度弥散之间的关系进行了研究[5]。他们根据 Jorgensen，Franx& Kjaergarrd[8]的方法，把每个星系的中心速度弥散转换为半径为孔径内的速度弥散[9]，为每个星系核球的有效半径。他们得到的黑洞质量与核球速度弥散之间的关系为： 内容来自www.paper51.com 内容来自www.paper51.com 而 Gebhardt [10]等人在2000年对26个星系进行研究，研究结果显示： 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
paper51.com 在这个关系中，他们所用的核球速度弥散是星系中心半径内以光度为权重的视向速度弥散。 copyright paper51.com 在2002年，Tremaine[11]等人对31个星系的黑洞质量与核球速度弥散之间的关系进行了细致地研究，他们发现黑洞质量和核球速度弥散之间有如下关系： 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
paper51.com Onken[12]等人在2004年对16个活动星系核的研究结果为： http://www.paper51.com
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由于关系弥散较小，他们认为以上结果的差别主要是由于各自所采用的速度弥散之间的系统差[5]。图1给出了7个通过反射图法确定黑洞质量的活动星系核黑洞质量与核球速度弥散的关系，从图中可以看到，活动星系与近邻星系的黑洞质量与核球速度弥散之间的关系非常相似。这说明基于反射图法估算黑洞质量与基于恒星运动学，气体盘方法定出的黑洞质量都是很可靠的[5]。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
内容来自www.paper51.com 图1. 7个通过反射图法确定黑洞质量的活动星系核与近邻星系黑洞质量与核球速度弥散之间关系图.[图来自于Ferrarese et al.(2001) [13]] copyright paper51.com 2.2 关系 paper51.com
早期研究表明正常星系中心的超大黑洞与其寄主星系核球成分的光度或质量有很好的相关性，即关系[14]。通过HST观测给出的寄主星系核球光度，以及由宽发射线给出的黑洞质量，Laor 在1998年发现这一相关性对于类星体也成立[15]。 http://www.paper51.com McLure & Dunlop在2002年对53个类星体，19个Seyfert 1星系和18个近邻星系综合样本进行研究，其中绝大多数源的核球光度由HST高分辨率成像观测进行拟合得到。他们发现黑洞质量与核球光度之间的关系（见图2）为[5]： http://www.paper51.com 对所有90个源： http://www.paper51.com 对近邻星系子样本： paper51.com 其中，是椭圆星系在R波段绝对星等。 paper51.com paper51.com 图2. 核球R波段绝对星等和黑洞质量关系.实线是最佳拟合线.点线是对应于线性黑洞质量与核球质量关系的最佳拟合线.[图来自于McLure & Dunlop(2002) [16]] 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 3、黑洞质量估算 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 为了进一步研究活动星系核中心黑洞性质和验证上述两种方法的可靠性，我们从相关文献中搜集到一个包括47个Blazar天体的样本来计算它们的黑洞质量。其中核球速度弥散来自于Woo & Urry(2002) [17]；R波段绝对星等来自于RenatoFalomo et al.（2003）[18]。根据样本中的数据，我们利用黑洞质量与核球速度弥散之间的关系来估算黑洞质量： http://www.paper51.com paper51.com 以及利用黑洞质量与R波段核球光度之间的关系来估算黑洞质量： copyright paper51.com 内容来自www.paper51.com 样本及计算结果见表1.。在样本列表中：（1）对象名称；（2）对象类型；（3）红移；（4）R波段绝对星等；（5）核球速度弥散；（6）利用关系计算的黑洞质量；（7）利用关系计算的黑洞质量。 paper51.com 表1.样本数据 copyright paper51.com objects Type z MR(mag) (km/s) http://www.paper51.com (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 内容来自www.paper51.com
0122+090 BLL 0.339 -23.45 298 8.826 8.765 paper51.com 0145+138 BLL 0.124 -22.61 237 8.426 8.345 http://www.paper51.com 0158+001 BLL 0.229 -22.84 194 8.077 8.460 http://www.paper51.com
0229+200 BLL 0.139 -24.47 378 9.241 9.275 copyright paper51.com 0257+342 BLL 0.247 -23.83 270 8.654 8.955 内容来自www.paper51.com 0317+183 BLL 0.19 -23.53 181 7.956 8.805 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 0331-362 BLL 0.308 -24.06 285 8.748 9.070 http://www.paper51.com 0347-121 BLL 0.188 -23.02 270 8.654 8.550 内容来自www.paper51.com
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