AGN的X射线辐射和X射线星系团巡天

发布时间：2017-12-26 01:07

本文关键词：AGN的X射线辐射和X射线星系团巡天　出处：《中国科学技术大学》2013年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：X射线天文学兴起的50多年来经历了快速的发展,已经成长为天体物理不可或缺的重要部分。本文涉及X射线天文学的两个重要课题：活动星系核(AGN)的X射线研究和X射线星系团巡天。AGN和星系团是宇宙中最有趣的两类河外X射线源,前者代表了极端剧烈的大质量黑洞吸积过程,后者描绘着宇宙的大尺度结构。在绪论中,我们首先简单介绍X射线天文学的发展,与我们工作相关的X射线设备,以及两类重要的X射线源：AGN和星系团(第一节)。然后我们分别介绍AGN与星系团的相关背景知识。第二节我们介绍了AGN,AGN的X射线连续谱,AGN的Fe Ka发射线,及AGN的本征光度指标。第三节我们介绍了星系团,星系团的探测和测质量的方法,以及X射线星系团巡天。我们的工作主要有三个方面,一是AGN的窄Fe Kα线的研究(第二章),二是AGN本征X射线辐射的研究(第三章),三是Swift X射线星系团巡天项目中的一些工作(第四五六章)。为了研究AGN中普遍存在的窄Fe Kα线辐射,我们构建了一个包含89个Seyfert星系的样本,既有Spitzer IRS对[O Ⅳ]线光度的测量,又有XMM-Newton EPIC的X射线光谱观测。我们通过光谱拟合测量了Fe Kα线光度,然后用[O Ⅳ]线光度作为AGN本征光度将Fe Kα线光度归一化。我们发现尽管Ⅱ型AGN的Fe Kα线等值宽度更大,光度却比Ⅰ型源低。康普顿薄和康普顿厚的Seyfert2的窄Fe Kα线光度分别比Seyfert1低2.9-0.6+0.8倍和5.6-1.4+1.9倍。这是第一个AGN窄Fe Kα线各向异性的观测证据,与均一的尘埃环模型所预言的铁线各向异性一致,也能为团块化的尘埃环模型提供限制。 AGN的本征X射线辐射来自高温冕区的逆康普顿散射,但冕区的物理和几何结构我们知之甚少,为了解释X射线辐射的光谱和光变,不同模型对本征X射线辐射预言了不同的各向异性。为了研究这种各向异性,我们构建了一个包含178个既有Spitzer IRS测量的[O Ⅳ]线光度,又有XMM-Newton或Chandra观测的光谱的Seyfert星系样本。我们通过光谱拟合得到2-10keV的吸收改正的X射线幂律谱的光度,类似上一个工作,用[O Ⅳ]线光度表征AGN的本征光度,对Ⅰ型和康普顿薄的Ⅱ型源做了比较。我们发现Ⅰ型AGN的本征X射线光度比康普顿薄的Ⅱ型AGN高之3倍。这个各向异性表明冕区可能以相对论性速度外流,集束效应使之在轴向看起来比盘向更强。同时它也意味着冕区有可能正是喷流的底部。另外我们指出,AGN的硬X射线辐射用作本征光度指标时需要做改正,这会影响遮蔽的AGN的比例的测量。 Swift X射线星系团巡天是一个正在进行的项目。我们使用Swift卫星搭载的XRT望远镜来搜寻星系团。XRT虽然有效面积小,但背景噪声低,且PSF在整个视场内不变,因而仍然适合于星系团的探测。(?)ndo et al.[208]已经用XRT对GRB的观测数据做了一个总覆盖约70平方度的巡天,得到一个包含72个延展源的完备样本。我们对这个样本做了两方面扩展,一是扩大天区覆盖,使用XRT积累的所有数据。二是提高探测的灵敏度。针对这个目标,我们开发了一款X射线延展源探测软件"EXSdetect",采用Voronoi tessellation和Friend-of-friend相结合的算法,能够高效地从x射线图像中探测延展源。这个程序首先应用于Swift X射线星系团巡天,得到一个约300个源的星系团候选者样本。同时这个程序也可以应用于其它望远镜积累的数据和下一代X射线巡天项目。
【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】：2013
【分类号】：P172.2

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