大质量黑洞的活动和演化

Under the scheme of the co-evolution between super-massive black holes and host galaxies, the studies on the SMBH's activities are becoming increasingly important. The activities of SMBH are believed experiencing an evolutional sequence, from being triggered, an obscured phase, to an unobscured phase, and finally ceased. The obscuration makes observations of the activities significantly difficult, and during the evolution sequence, the obscuration and the outflow from the SMBHs are believed playing key roles. These scientific problems are closely connected. We propose to systematically perform multi-wavelength observational studies on following scientific problems: 1) Measuring the intrinsic luminosities of AGNs (especially obscured AGNs) is always a hard task. Hard X-ray and/or forbidden emission lines are generally used to estimate the intrinsic luminosities of AGNs. We propose to study the anisotropy of AGN's hard X-ray emission, and investigate the physical parameters which control the strength of AGN's forbidden emission lines.2) Obscuration is one of the key components during AGN's evolution. Studies on the physical properties of the obscuration and its evolution would help us to reveal the whole co-evolution diagram. 3) Outflows from the SMBHs could provide strong feedback to the host galaxy. We will study the physical properties of several types of outflows and their connection. 4) Tidal disruption event is a particular form of SMBH activity. We will build larger TDE samples, and systematically study the optical emission lines of TDEs.

在超大质量黑洞和星系共同演化的框架下，对SMBH活动的研究越发重要。SMBH的活动往往经历了一个演化序列，从被触发，经历被遮蔽到未遮蔽，最后到熄灭的过程。其中的遮蔽给大质量黑洞活动性的观测带来显著困难。而遮蔽和外流在演化序列中扮演了重要的角色。这些问题互相密切关联。我们拟针对以下内容系统的开展多波段研究：1）遮蔽AGN本征光度的测量一直是一个困难的问题。通常使用硬X射线或禁线估算AGN本征光度。我们将研究AGN的硬X射线辐射的各项异性，以及决定AGN禁线辐射强度的物理参数。2）遮蔽是AGN演化图像中的关键要素，对AGN的遮蔽性质的研究与其演化的研究有助于我们了解共同演化图像：3）AGN的外流在AGN对星系的反馈作用中扮演着重要的角色，我们拟系统研究几类不同的AGN外流性质及其联系；4）研究SMBH潮汐撕裂恒星(TDE)这一特殊的SMBH活动形式的光学发射线观测性质以及建立更大的TDE样本。

在超大质量黑洞和星系共同演化的框架下，对SMBH活动的研究越发重要。SMBH的活动往往经历了一个演化序列，从被触发，经历被遮蔽到未遮蔽，最后到熄灭的过程。遮蔽给大质量黑洞活动性的观测带来显著困难，而遮蔽和外流在演化序列中扮演了重要的角色。TDE是一种特殊的SMBH活动事件，对了解活动触发和吸积具有重要价值。这些科学问题密切相关。本项目针AGN本征光度；AGN的遮蔽和演化；大质量黑洞外流；超大质量黑洞恒星潮汐撕裂事件；AGN的光变；等五个方面开展大质量黑洞活动与演化的研究。研究取得了一系列重要的研究结果，主要包括：1）我们发现射电宁静AGN的本征硬X射线辐射具有各向异性，表明硬X射线辐射区可能具有相对论性的外流。这项发现同时对使用硬X射线作为本征光度的研究具有重要影响。2）首次探测到恒星潮汐撕裂事件的红外回响信号，研究结果入选2016年度中国天文十大研究进展；观测到了极亮红外星系中TDE红外回响信号，论文被AAS Nova选为研究亮点。3）使用光谱巡天观测数据研究BAL吸收线的光变与连续谱光变的关联，发现BAL吸收线光变主要由连续谱变化的光致电离过程驱动，解决了近二十年BAL光变起源的争议，使得可以进一步通过测量吸收线光变对连续谱的响应的办法确定外流的参数；发现一些BAL类星体中饱和的NV吸收线坑存在宽的Lya发射线，这是最好的吸收线部份覆盖发射线区的证据，对吸收线区的尺度给出了很强的限定。4）利用WISE巡天研究类星体温尘埃的覆盖因子，发现其与光度有反相关性，与Eddington比无相关；使用7Ms CDF-S深场数据研究AGN的X射线遮蔽与演化，系统分析了遮蔽随红移和光度的演化。5）在10个changing-look AGN中探测到显著的中红外光变，表明changing-look的物理机制为核区活动性的显著变化，而非遮蔽变化，研究结果被Nature选为新闻亮点介绍；首次发现类星体的颜色光变具有时标相关性，并构建吸积盘热涨落模型成功的解释观测结果，这个领域的研究对探测吸积盘物理具有重要价值。