活动星系核中的吸积盘与喷流研究

We will investigate the physics of the black hole accretion disks and jets in different types of active galactic nuclei, and the evolution of active galactic nuclei. The impact of the jets on the accretion disks surrounding massive black holes in high jet power radio galaxies/quasars should be important, which will be explored in this project in order to understand the jet power being significantly higher than the bolometric luminosity in a small fraction of radio galaxies and quasars. We will further investigate the physical mechanisms of the jet precession in radio-loud active galactic nuclei based on recently acquired observational data. The accretion disk-jet connection will be investigated with the VLBI observations on the active galactic nuclei with high accretion rates. We will study the thermal instability of the black hole accretion disks with either analytic or numerical approaches based on our previous works, which will help understand the physical mechanism responsible for the short-lived young radio galaxies. The model of the accretion disk with corona surrounding a spinning black hole will be developed in the general relativistic frame, which will be employed in modeling observed multi-band spectral energy distributions of active galactic nuclei. The physical mechanism of the X-ray line emission will be studied with this accretion disk-corona model. We will finally explore the relation between the evolution of active galactic nuclei and their accretion modes, the cosmological evolution of FR I and FR II radio galaxies, and the link of the broad-line region with the accretion disk. The researches in this project will help understand the physics of the accretion disks and jets near the massive black holes in active galactic nuclei, which plays a crucial role in the structure and evolution of active galactic nuclei.

户活动本项目将主要从理论和观测两方面来研究活动星系核的各种不同子类中的黑洞吸积盘与喷流物理，并研究这些子类之间可能存在的演化关系。我们将研究高功率射电星系/类星体中喷流对吸积盘结构的影响, 这会有助于理解部分射电星系/类星体的喷流功率远大于热光度的现象。基于更好的观测数据，深入研究活动星系核喷流进动机制。通过对高吸积率活动星系核喷流进行高分辨率VLBI观测研究喷流与吸积的关系。基于我们前期工作，进一步研究黑洞吸积盘的热不稳定性及在年轻射电星系中的应用。构建广义相对论吸积盘-冕模型，研究活动星系核的X射线连续谱及谱线辐射产生机制。在此基础上，我们将研究活动星系核演化与吸积模式的关系、FRI/FRII射电星系的宇宙学演化及黑洞吸积与宽发射线区的关系等问题。通过本项目研究，将对活动星系核中央黑洞吸积盘和喷流物理及活动星系核的结构与演化有更为清楚的认识。

我们从理论和观测两方面研究了各种不同类型天体中的黑洞吸积盘与喷流，这有助于理解黑洞吸积盘和喷流中发生的物理过程。我们提出了一个几何薄吸积盘的大尺度磁场形成理论模型。利用吸积盘-外流模型，解释了类星体射电喷流的成因和部分射电星系/类星体的喷流功率远大于热光度的现象。喷流的辐射谱包含高能带电粒子的信息，我们利用观测数据对喷流辐射谱的研究结果支持高能粒子随机加速机制。利用VLBA（Very Long Baseline Array）对一特殊类星体OQ172进行了多频偏振观测，发现喷流与窄发射线区存在相互作用，窄发射线区内存在大量气体，表明这是一个年轻的射电类星体。构建了吸积盘-冕模型，计算了不同视角的盘-冕辐射谱，成功解释了观测到Seyfert 1s和2s Kα线的等值宽度存在系统性差异。提出了一个磁加速外流吸积模式转变模型，自然地解释了X射线双星的hysteretic state transition现象。对黑洞中微子主导吸积流模型的径向和垂向结构、组分和光度进行了详细研究，分析了自引力、垂向对流和含时演化等对吸积盘结构、组分和光度的影响，利用模型解释了GRBs 130925A和121027A的光变行为，从理论和观测的角度指出该模型是伽玛射线暴中心引擎的有力候选者，同时，独立提出探测MeV中微子可作为鉴别中微子主导吸积流是否存在于伽玛暴中心的方法；此外，通过多波段观测拟合结果等证据，我们研究了短伽玛暴 GRB 150101B的寄主星系。从光学和X射线观测证人了其寄主星系2MASX J12320498-1056010中心存在活动星系核，这是首次证认伽玛暴寄主星系中心存在活动星系核。