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活动星系核中窄发射线的研究

戴海峰  
【摘要】: 活动星系核(AGN)的窄发射线为pc到100pc尺度上的气体被AGN的连续谱光致电离产生。它们反映了电离连续谱的性质,在很多的AGN中我们都无法直接看到来自电离连续谱的辐射;也反映了产生窄发射线的气体的物理条件和运动情况。由于窄线区(NLR)的空间尺度比较大,它们是目前的光学望远镜所能直接成像的AGN的唯一结构。地面光学望远镜对非常延展的NLR成功地进行了成像研究,但是真正的突破是来自哈勃空间望远镜(HST)对各种类型AGN的成像研究,这类研究揭示了NLR结构的一些细节。相对于成像研究,光谱是NLR研究的一个比较传统的手段。有着丰富发射线的AGN光谱提供了非常丰富的NLR物理状况的信息,如电离连续谱,气体的运动学情况等,这些信息可能提供了对AGN环境的重要限制。在本文中,我们使用HST的观测数据对近邻的低光度活动星系核(LLAGN)的窄线区进行了研究,并对一个有着窄FeⅡ发射线及外流的独特类星体进行了研究。 相当多的近邻亮星系中都有低水平的核活动。按照光谱的分类,其中多数为Seyfert星系或低电离核发射线区(LINERs)。对它们的研究已经有近30年的历史,但是迄今为止对它们本质的认识仍然存在着争论。我们从Ho et al.(1995)的Palomer分光光谱巡天样本中找到23个被HST WFPC2成像观测的的低光度活动星系核(LLAGN),对它们的NLR的结构进行了细致地研究。我们发现这些源的窄线区存在块状,线性结构,旋臂或圆环等结构。并且Ⅰ型和Ⅱ型,不同子类低光度活动星系核的窄线区在形态上并没有明显的系统差别。我们还发现这些源的窄线区尺度和窄线(如窄的Hα和[OⅢ]的光度存在着关系,这种关系首先在Seyferts和PG quasars中被发现,我们得到的关系与其是一致的。这表明,在光度低于典型Seyferts星系达两个量级的活动星系核的低水平核活动端,NLR的尺度-光度关系仍然存在,低光度活动星系核的窄线区与一般Seyferts星系的窄线区是相似的,至少一部分低光度活动星系核也是由中心的活动星系核提供能量的。 我们在Sloan数字巡天(SDSS)数据中发现SDSS J102839.1+450009.4是一个非常特殊的类星体。不同于在通常的类星体和Ⅰ型Seyfert星系中常见的宽的FeⅡ多重态,这个源的FeⅡ发射线为窄线主导。在光学段为FeⅡ禁线,紫外主要为下能级为偶宇称的基态的跃迁主导,很可能来自温热的低密度介质的碰撞。这些FeⅡ线相对于[OⅢ]λ5007(?)蓝移~170 km s~(-1),宽度相似。除了不同寻常的窄FeⅡ线,这个源还有Hβ,Hδ,Hγ,HeⅠλλ3889,3189,2946,2830以及MgⅡ窄吸收线。具有HeⅠ窄吸收线的类星体非常少见,而Balmer吸收线则更为稀少,这些吸收线相对于系统有更大的蓝移。HeⅠ的吸收线强度比要求大于10~(20) cm~(-2)的氢柱密度。考虑到FeⅡ线和吸收线都是蓝移的,它们可能都形成于外流中,但由于它们的蓝移速度差别很大,而且吸收线仅仅反映视向的介质情况,发射线反映的则是普遍的性质,FeⅡ线的发射区和吸收线区可能有不同的物理参数。


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