活动星系核统一模型总结

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，

Seyfert~107Mo,Rs≤1013cm。

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

在这个模型中，各种活动星系核的对应关系是：Seyfert 1—BLRG ；Seyfert 2—NLRG ；BL Lac —FR Ⅰ；类星体/OVV —FR Ⅱ；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

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 obs (H)，Q （H ）/ Q obs (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。

三．统一模型的研究结果

射电宁静类星体 Seyfert 2 宽线射电星系系

1.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。

：108—1011cm3-, 依据：缺[OⅢ]λ4363，4959，5007，有CⅢ] λ1909。电子数密度n

e

温度T：104K ，依据：光致电离模型，否定热加宽。