活动星系核的基本性质

The structure and physical properties of the dusty torus in the unified model of AGNs still remain to be understood completely. In the mean time, the available data still remain very limited on the complete and unpolluted (by their host galaxies) continuum spectra of the accretion disks of AGNs. However the properties of its continuum spectrum are closely related to that of the thermal radiation of the dusty torus in an AGN. Therefore we propose to construct the complete and unpolluted continuum spectra of AGNs that can cover their peak radiation power, by combining their UV spectra with the polarized visible to near IR spectra. We will then fit the spectra with the classical thin model plus the Balmer absorption edge of neutral hydrogen atomic gas in the accretion disks, in order to obtain the physical parameters of their accretion disks and black holes. We will setup the geometrical models of their dusty tori and calculate the emissions of the dust clumps in the tori irradiated by the anisotropic continuum emissions of their disks, in order to determine the best models which can describe the observed data. Our preliminary work demonstrated the feasibility of our proposed research work.

活动星系核统一模型中尘埃环的结构和物理性质目前仍然不是很清楚，同时活动星系核吸积盘无宿主星系污染的完整连续谱的观测数据仍然十分缺乏，但是其连续谱的辐射性质又和其尘埃环的热辐射密切相关。因此本项目建议结合活动星系核紫外光谱和从可见光到近红外的偏振光谱，构成能够覆盖活动星系核峰值辐射功率和低频尾巴的比较完整的吸积盘辐射连续谱，拟合经典吸积盘薄盘模型和中性氢原子气体的Balmer吸收边，得到一批活动星系核的吸积盘和黑洞的物理参数；建立活动星系核尘埃环的几何结构模型，计算各向异性连续谱的辐射对尘埃环中团块物质照射加热产生的再辐射，并和观测数据对比，确定活动星系核的尘埃环模型。已经开展了相关工作的初步研究，证明了研究方法和技术路线上的正确性以及项目的可行性。

按照计划完成项目课题研究。依托本项目已发表和接受待发表SCI研究论文 31 篇（其中10篇ApJ论文，14篇MNRAS论文，1篇A&A论文），培养硕士生1名、博士生3名、在读博士生1名、博士后1名。相关成果多次在国际和国内学术会议上报告。主要成果：（1）我们工作发现射电平谱类星体（FSRQ）喷流可能是坡印廷流主导，BL Lac喷流可能是物质主导，两类blazar观测特征的不同源于它们喷流磁化程度和辐射效率不同，而GeV窄线 Seyfert 1 星系（NLS1）喷流性质介于BL Lac和FSRQ之间，但与FSRQ 更相似。（2）我们建立了八种尘埃环模型，通过数值计算给出这八种模型辐射，并与观测上得到的热尘埃覆盖因子与吸积盘热光度、黑洞质量的相关关系对比，最终确认吸积盘各向异性辐射情况下的团块状模型给出与观测最吻合的结果。同时在轻子模型框架下对比射电星系和blazar的喷流物理参数，没有发现统一模型所预言的FR I射电星系与BL Lac、FR II射电星系与FSRQ的明显统一关系。射电星系的多普勒因子比blazar的要小，这与统一模型所预言的射电星系是有较小多普勒因子的blazar母体相一致。大多数射电星系的喷流应该是粒子主导，类似于BL Lac喷流，不同于FSRQ喷流。（3）利用Fermi/LAT以及其它宽波段数据，研究喷流辐射与吸积盘辐射和宽线区辐射的关联性，结果表明不同GeV活动星系核喷流性质和观测特征的不同本质归结于它们吸积盘吸积率的不同。（4）我们还发现FSRQ和NLS1的不同源不同态时有相同的多普勒因子与外康普顿散射峰值光度的相关关系，说明两类源有相似的粒子加速机制和辐射机制。而对单个源3C 279，电子谱的峰值能量和曲率参数之间有很好的正相关关系可以用随机加速模型解释，但没有发现曲率参数与同步辐射峰值频率的相关关系，应该是由于不同态时多普勒因子和磁场的变化。