X射线—射电源的SDSS光学证认和高峰频平谱射电类星体研究

论文摘要

Blazar是活动星系核的一个子类,它的多波段辐射主要来自与观测者视线方向接近的喷流的非热辐射。“Blazar序列”（Blazar sequence）是指Blazar可以统一地按照其光度大小进行排列分类。光度越大,其同步辐射的峰值频率越低,而高能的逆康普顿散射与低能同步辐射的光度比就越大。自1998年被提出以来（Fossati et al.1998）,“Blazar序列”很好地解释了大部分已知Blazar的行为。但近年来,新的观测结果却对它不断提出挑战。Padovani等人（Padovaniet al.2003）从较深的ROSAT探测探测到的X射线源中发现一批X射线强的平谱射电类星体,这类天体具有高峰频BL Lac天体（HBL）的宽带能谱特征（同步辐射的峰值频率位于紫外或X射线波段）,称为高峰频平谱射电类星体。由于高峰频平谱射电类星体的总光度较高,它不满足“Blazar序列”。但目前这类天体是否真正存在还有很大争议。RGB样本是ROSAT全天巡天探测到的具有5GHz处强射电辐射的亮的X射线源样本,因此更容易发现新的高峰频平谱射电类星体候选体。另外,最近研究发现存在一批具有Blazar特征的窄线Seyfert 1星系（Zhou et al.2007,Yuan et al.2008）,其中有相当比例的天体具有HBL的能谱分布特征。高峰频平谱射电类星体是否广泛存在?它们的发射线的线宽度如何分布?是否存在很多窄线Seyfert 1星系?这些都是值得研究的问题。SDSS光谱巡天为我们研究这些问题提供了很好的数据。在这篇论文中,我们首先对RGB样本中具有SDSS光谱的天体进行光学证认,然后考察是否存在高峰频平谱射电类星体的候选体,并研究它们的性质。我们利用中国科技大学光谱处理数据程序处理并证认了159个RGB样本中有SDSS光谱的源。被证认的源中有113个宽发射线源（83个类星体,27个宽发射线射电星系,3个窄线Seyfert 1星系）,14个窄发射线射电星系（2个Seyfert2星系,12个LINERs,其中有一个LINER可能有宽成分）,10个BL Lac天体,11个BL Lac天体候选体,11个光学正常星系。作为一个有趣的结果,我们发现一部分RGB源可以证认为LINER,而且占据了窄发射线星系的大部分。活动星系核的各种类型比例与以前的研究一致。我们通过1.4 GHz NVSS射电巡天,确定被证认源中103个源的射电谱指数,并给出了它们粗略的多波段连续谱的能谱分布（SED）。我们给出了它们的宽波段能谱指数。我们发现有19个平谱射电类星体具有与HBL相类似的SED(αro-αox相同区域),可以作为高峰频平谱射电类星体的候选体。我们的结果证实了Padovani等人关于存在高峰频平谱射电类星体候选体的结论。我们给出了高峰频平谱射电类星体的候选体的宽发射线的线宽度分布,从1544 km s-1到约20000 km s-1,中值为4217 km s-1,高峰频平谱射电类星体的候选体所占的比例为19/113（16.8%）,其中具有HBL特征的源有一个为典型的窄线Seyfert 1星系,比例为1/19（5%）。对高峰频平谱射电类星体的候选体的宽发射线的线宽分布与其它射电强类星体的线宽分布做比较,发现统计上分布基本一致。我们的结果表明,通过X射线与射电选的AGN样本中,高峰频平谱射电类星体候选体大部分具有典型的类星体的线宽,只有很少比例为窄线Seyfert 1星系。在高峰频平谱射电类星体候选体中有5个具有ROSAT卫星定点观测,有1个具有XMM-NEWTON卫星观测,有1个具有HBL能谱分布特征的窄线Seyfert 1星系具有Chandra卫星观测。我们分析了它们的X射线数据,目的在于试图检验高峰频平谱射电类星体的候选体具有类似于HBL的较陡的连续谱。但由于X射线样本较小,数据质量不高,不能给出肯定的答案。更进一步的研究有待于大量X射线卫星（例如Chandra和XMM-NEWTON）观测。此外,这些候选体的能谱分布的峰值频率的确定将来需要更多多波段（射电,红外,光学,X射线甚至γ射线）观测数据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 活动星系核的观测性质小结
• 1.2 活动星系核的主要类型
• 1.2.1 Seyfert星系
• 1.2.2 类星体（QSO）
• 1.2.3 射电星系
• 1.2.4 Blazar
• 1.2.5 低电离核发射线区（LINERS）
• 1.2.6 星暴星系（Star-burst galaxies）
• 1.3 活动星系核的理论模型
• 1.3.1 活动星系核的产能机制
• 1.3.2 活动星系核的统一模型
• 1.4 Blazar序列及存在的问题和挑战
• 1.5 Blazar样本选取方法与主要Blazar样本介绍
• 1.5.1 经典Blazar样本
• 1.5.2 新的Blazar样本
• 1.6 本论文研究意义与研究内容
• 第二章 SDSS光谱数据处理简介
• 2.1 SDSS光学巡天
• 2.1.1 SDSS望远镜简介
• 2.1.2 SDSS测光系统的星等
• 2.1.3 SDSS光谱简介
• 2.2 SDSS光谱处理过程
• 第三章 RGB样本中源的SDSS光谱证认
• 3.1 RGB样本选择
• 3.2 类星体与Seyfert 1星系证认
• 3.3 窄发射线星系分类
• 3.4 BL Lac天体证认
• 3.5 光学正常星系证认
• 3.6 RGB样本SDSS光谱证认结果总结
• 第四章 RGB样本中SDSS证认源的宽带能谱
• 4.1 样本中被证认源的射电谱指数
• 4.2 Blazar的能谱分布
• 4.3 样本中被证认源的宽波段能谱指数
• 4.4 高峰频平谱射电类星体
• 第五章 平谱射电类星体的X射线谱研究
• 5.1 平谱射电类星体的X射线谱特征
• 5.2 X射线数据处理过程
• 5.3 X射线谱拟合结果
• 第六章 总结与展望
• 附录A 数据源表
• 附录B SDSS网站SQL数据库查询测光与光谱观测的SQL语言查询程序
• 附录C 高峰频平谱射电类星体候选体能谱分布图
• 附录D 宽波段能谱指数转化关系
• 参考文献
• 发表文章目录
• 简历
• 致谢