恒星潮汐撕裂事件与类星体吸收线光变

发布时间：2017-12-20 13:08

  本文关键词：恒星潮汐撕裂事件与类星体吸收线光变　出处：《中国科学技术大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：近年来随着SDSS等地基大天区多波段测光和光谱巡天的展开,积累了大量天体的光谱数据。从而使得从中寻找一些发生率较低的爆发式变源,如黑洞潮汐撕裂恒星事件(TDE)成为可能。同时在一些天区,许多类星体获得了一定时间基线的重复光谱观测,从而使得研究类星体的一些变化特征,如吸收线系统变化与其他观测量的关系成为可能。本文主要介绍利用SDSS大样本光谱数据进行的两项研究：强冕线发射选择的黑洞潮汐撕裂恒星事件候选体长期光谱演化和类星体吸收线系统变化特征研究。并简要介绍了利用PTF瞬变巡天数据研究类星体光变和超亮超新星。黑洞潮汐撕裂恒星事件方面：我们对Wang et al.2012通过强冕线发射从SDSS数据中选出的7个TDE候选体进行了后续MMT光谱观测。在其中4个源中,冕线或宽发射线发生了剧烈的变化,他们是强的TDE候选体。这4个源中比[Fe Ⅶ]电离度高的冕线都消失了,[Fe Ⅶ]在一个源中表现出持续衰减的特征,而在另外两个之前只有比[Fe Ⅶ]电离度高的谱线的源中,其演化后期[Fe Ⅶ]出现了。在这4个源中,后期[O Ⅲ]发射线都增强了。在两个目标中,我们探测到了非经典的[O Ⅲ]双线线比。这需要02+离子具有很高的柱密度,假设合理的金属丰度,氢的柱密度会很大并且气体是电离的。要电离这样高柱密度的气体,电离参数要很大,这额外需求其能谱比较软,对应黑体温度T5×104K,否则02-会被电离到更高的状态。所有这些观测特征可以TDE产生的强电离连续谱照射在星系核区的几个pc内的分子云上来解释。通过比之前研究更佳的寄主星系星光估计,我们发现这些源中的宽线都具有双峰机构,并且随着时间双线的分离速度和流量都减小。这表明宽发射线可能是双极向的外流气体产生的。我们的研究结果表明,这类目标中的冕线和后续的谱线演化特征可以持续达～10年之久,监测这类源的冕线和其他谱线的演化可以研究宁静星系中心黑洞附近的气体环境。类星体吸收线系统方面：利用SDSS光谱数据我们定性研究了有两次以上观测的类星体吸收线系统。我们发现类星体不同离子的吸收线变化趋势一致,同一种离子不同速度成分的吸收线变化趋势也一致。我们还发现当类星体连续谱变亮/变暗时,光谱上的吸收线减弱/增强。由于Baldwin effect,连续谱变亮时发射线等值宽度减小,我们通过考察宽发射线的等值宽度变化与吸收线的变化趋势确认了以上结果,即宽发射线等值宽度减小/增加时,光谱上的吸收线减弱/增强。我们还发现当新的吸收线成分出现/原有成分消失时,往往连续谱变暗/变亮。说明这种现象只是发射线增强或者减弱在离子柱密度变化剧烈时的极端情况。所有这些观测结果支持类星体吸收线系统光变主要是外流气体中的离子柱密度响应电离连续谱变化引起的,这些外流气体电离状态很高,以至于在一些极端情况下不能产生紫外的吸收线系统。利用PTF巡天进行大样本类星体光变性质研究和极亮超新星搜寻：我们匹配了PTF测光数据和SDSS DR7光谱证认的类星体样本,获得了三万四千多个类星体的光学光变数据。该样本包含目标数目较大,部分源时间基线长达五年,在短时标(5～10天)上有较高的采样,为研究类星体光变行为及其与黑洞其他特征的关系提供了重要样本。同时该样本还为其他类星体光变监测项目的选源和连续谱光变分析提供了参照。我们利用还在PTF巡天数据中,选取了5个银纬较高、有大量成像观测的天区,利用图像叠加的方法寻找极亮超新星。在总有效面积接近30平方度的天区中,最后发现了2个强候选体,并利用后续的光谱观测证认了寄主星系红移。很遗憾,这两个目标一个可能为低红移的超新星爆发,另一个来自中等红移的低光度AGN爆发。该方法为将来的光学巡天寻找类似天体提供了重要参考。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P158;P152

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本文编号：1312190