类星体多谱勒红移研究

发布时间：2020-06-21 20:04

【摘要】： 本文综述类星体的观测和理论研究现状，详细介绍本人在攻读博士学位期间在类星体多谱勒红移方面的研究工作。类星体吸收线的研究具有重要意义。一方面，对内禀吸收线的研究有助于我们了解类星体的结构和其上发生的物理过程。另一方面，类星体是迄今为止观测到的离我们最遥远的天体之一，对插入天体产生的吸收线的研究使我们能够了解广阔时空范围内的物质和运动，有助于了解星系的形成和演化以及宇宙大尺度结构等，因而具有宇宙学意义。类星体吸收线的情况非常复杂。类星体吸收线中，大部分吸收系统的红移小于类星体的红移，即Z_(abs)＜Z_(em)，一般认为，Z_(abs)＜Z_(em)的吸收系统是插入天体的宇宙学距离产生的。另外一小部分吸收系统的红移近似等于类星体的红移，即Z_(abs)≈Z_(em)，对于这种情况一般认为吸收系统是内禀的，是吸收体与被吸收的发光体(对于本文来说是类星体)之间的相对运动产生的。对于Z_(abs)≈Z_(em)中的Z_(abs)＞Z_(em)情形少有研究。我们认为这种情形是由于吸收体朝类星体运动从而产生多谱勒红移，吸收体的宇宙学红移与其多谱勒红移叠加就出现吸收体红移大于类星体红移的情形。我们通过从一个类星体吸收线大样本中抽出123个具有Z_(abs)＞Z_(em)的类星体，共得到256个吸收系统，然后按公式Z_(Dopp)=(Z_(abs)-Z_(em))／(1+Z_(em))来计算每个吸收系统的多谱勒红移。从这256个吸收系统多谱勒红移的分布我们发现在分布中存在两个峰，第一个在Z_(Dopp)≈0.00，第二个在Z_(Dopp)≈0.01。第二个峰对应的多谱勒速度大约是3000km s~(-1)。我们猜想具有大的多谱勒红移的类星体可能比其它类星体的质量更大，对在该天体附近运动的物体产生的引力也越大，因此产生的多谱勒速度也越大。由于这类天体质量大，我们猜想它们应该更亮。我们把所用的类星体表按多谱勒红移分成3组对它们光度分布进行统计分析，同时作K-S检验。结果显示，在统计意义上，大多谱勒红移的类星体确实比其它类星体亮，而小多谱勒红移的类星体则与其它类星体在亮度分布上没有统计意义上的差别。该结果支持了我们的猜想。我们这一工作的主要分析过程和结果是：通过对多谱勒红移分布中第二个峰的分析揭示类星体中存在一个子类，这类类星体具有特征：1、他们的多谱勒红移大于0.0088；2、它们普遍比其它类星体亮；3、他们的多谱勒速度集中在3000km s~(-1)。据此，对于大的正多普勒红移(Z_(abs)＞Z_(em))情形我们给出如下解释：具有较大Z_(abs)＞Z_(em)数值的吸收系统是内禀的，由相对运动造成的；这些吸收体正朝着类星体的中心下落；下落速度大约为3000 km s~(-1)。此外，我们还对吸收体的空间分布进行了初步探讨。我们从一个吸收线大样本中抽出MgⅡ、FeⅡ、CⅣ、HI、LLS、DLA六种吸收体，计算其多谱勒红移并作其分布。我们发现MgⅡ和FeⅡ吸收体在宇宙空间中的分布可能是均匀的；而LLS吸收系统在空间中的分布则与类星体的空间分布相似。这与LLS的每单位间隔红移内吸收体数随红移演化的关系符合得较好。HⅠ吸收体似乎都位于离类星体一个比较固定的距离。虽然我们的分析还没有得出结论，但初步的探讨暗示这个问题值得做进一步的分析研究。我们还探讨了多谱勒红移是否随红移而演化的问题。我们用256个正的多谱勒红移与其对应的类星体的红移之间作相关分析。我们发现多谱勒红移与类星体红移间存在弱正相关，如果承认这种相关性，那么多谱勒红移就随类星体红移而演化。也就是说吸收体与类星体之间的相对运动在宇宙早期要比晚期剧烈。对这一问题的深入探讨也将是我们下一步要开展的工作。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（云南天文台）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：P158
【图文】：

喷流,光学,类星体,射电辐射

大部分类星体(AGN)的喷流只出现在射电波段。少数很强的喷流除射电波段外也可在光学波段或X射线被观测到，典型的如 3C273，各波段显示的喷流图像不一定完全一致，如图1一12所示。类星体(AGN)的射电形态主要可分为两类:射电辐射主要集中在射电瓣的瓣占优型和射电辐射主要集中在核的核占优型。一般来说大多数射电噪类星体(AGN)是瓣占优型。如图1一12所示 3C273就是核占优型，图1一13的天鹅A是瓣占优型的典型代表。图1一 123C273的X(右)、光学(中)、射电喷流(左)，x和光学喷流很相似，都有许多结。取自 Marshalletal.(2001)[58]

天鹅,类星体,陡谱,射电辐射

(谱指数a<0.5)、陡谱(谱指数a>0.5)、反转谱(凸谱)(高频是陡谱，但在某个频率(约 1GHz，称为反转频率)，流量下降，谱反转，整条光谱在反转频率附近形成一个峰)。图1一14是陡谱和反转谱的一些例子。类星体在射电波段也有光变，不过只有致密源才是射电变源，延展的射电瓣从未观测到射电辐射变化，除少数致密平谱源的射电辐射可能有时标几年的周期性光变外(ehe。。t。 1.1999石59〕;Roy。t。1.2000‘6‘，」)，大多数源的射电光变没有探测到周期性。观测表明，只要类星体(AGN)的射电结构能分解开，那么其瓣或者核的射电辐射都是线偏振的，偏振度在百分之几到百分之几十。射电宁静类星体数量上要比射电噪类星体多。从图1一6可以看到

【共引文献】