Blazar天体中心黑洞质量的研究

论文摘要

AGNs (Active Galactic Nucleus)是近代天体物理学研究的热门课题,blazar天体是AGNs中具有极端物理性质的一个子类,它以大振幅快速光变、高且变化的偏振、射电核主导、视超光速运动、全波段非热辐射为主要特征。由于其特殊的性质,blazar天体提供了探测AGNs中心区域性质的可能,为研究能量从中心黑洞释放提供了重要机会。能量的产生、喷流的形成和加速问题的解决对黑洞的认识和发展有重大意义。Blazar天体光变对研究blazar天体内部物理结构、辐射机制非常重要。本文系统阐述了blazar天体的观测特征、blazar天体多波段能谱特征、blazar天体的三种辐射理论模型、blazar天体的短时标、中时标和长周期光变。应用了四种不同的计算方法：即恒星速度弥散法、分别基于史瓦西黑洞理论、克尔黑洞理论和薄吸积盘理论的短时标光变法计算了27个Blazar天体的中心黑洞质量,并将恒星速度弥散法计算的黑洞质量分别与史瓦西黑洞理论、克尔黑洞理论和薄吸积盘理论计算的中心黑洞质量进行比较和讨论,计算了它们之间的对数比平均值和标准差。我们对计算的结果进行了比较发现：(1)利用克尔黑洞的最小光变时标计算的结果Mk和用弥散速度计算的结果间有很小的差别,基本上没有数量级上的差别,它们之间的对数比平均值为0.31(2)用史瓦西黑洞理论最小光变时标法计算出的数值Ms和弥散速度法计算出的Mσ差别更大些,基本上接近1到1.5个数量级,对数比平均值为0.63(3)用吸积盘理论计算出的黑洞质量Md与弥散速度法计算的Mσ差别最大,升高到2.5个数量级,计算出的对数比平均值为1.78。从我们的结论可以看出,基于克尔黑洞理论的短时标光变法计算的中心黑洞质量是最合理的,我们有理由认为活动星系核就是克尔黑洞。根据我们收集的数据统计表明：blazar天体中心黑洞质量范围较大,基于克尔黑洞理论下,大部分blazar天体中心黑洞质量分布在107.08～109.18M⊙之间,而FSRQ天体的中心黑洞质量分布在107.82～109.18M⊙之间,而BL Lac天体中心黑洞质量分布在107.08～108.99M⊙之间；基于史瓦西黑洞理论下,大部分blazar天体中心黑洞质量分布在107.08～109.07M⊙之间,而FSRQ天体的黑洞质量分布在107.49～109.07M⊙之间,而BL Lac天体中心黑洞质量分布在107.08～108.70M⊙之间,FSRQ的中心黑洞质量大于BL Lac天体的中心黑洞质量,同时我们研究了热光度与中心黑洞质量之间的关系发现：BL lac天体很可能是由FSRQ演化而来的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第1章 Blazar天体综述
• 1.1 Blazar天体基本观测特征
• 1.2 Blazar天体选择判据
• 1.3 Blazar天体的相对论聚束效应
• 1.4 Blazar天体的多波段能谱
• 1.5 Blazar天体研究现状及发展趋势
• 1.6 Blazar天体的样本
• 第2章 Blazar天体的辐射模型
• 2.1 相对论喷流模型
• 2.2 轻子模型
• 2.2.1 同步自康普顿模型
• 2.2.2 外部康普顿散射模型
• 2.3 强子模型
• 第3章 Blazar天体的光变
• 3.1 短时标光变
• 3.1.1 短时标光变定义及判据
• 3.1.2 Blazar天体的短时标光变
• 3.2 中时标光变
• 3.3 长周期光变
• 第4章 Blazar天体中心黑洞质量的估算方法
• 4.1 恒星弥散速度法
• 4.2 短时标光变法
• 4.2.1 基于施瓦西黑洞理论的短时标光变法
• 4.2.2 基于克尔黑洞理论的短时标光变法
• 4.2.3 基于薄吸积盘理论的短时标光变法
• 第5章 Blazar天体中心黑洞质量和演化的研究
• 5.1 样本分析及处理结果
• 5.2 Blazar天体中心黑洞质量的研究
• 5.2.1 恒星弥散速度法和克尔黑洞法计算中心黑洞质量的研究
• 5.2.2 恒星弥散速度法和史瓦西黑洞法计算中心黑洞质量的研究
• 5.2.3 恒星弥散速度法和薄吸积盘理论计算中心黑洞质量的研究
• 5.3 Blazar天体的演化
• 5.3.1 Blazar天体的中心黑洞质量分布
• 5.3.2 Blazar天体的中心黑洞质量和热光度的研究
• 总结及展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果
• 致谢