活动星系核中心区域的物理结构研究

活动星系核（AGN）的中心区域（秒差距尺度上）至今无法直接成像观测，该区域内的吸积盘、宽线区、尘埃环、小尺度喷流等的形状、结构、物质运动，以及它们之间的物质和能量交换、喷流的形成和加速等问题一直都是未解之谜。本项目拟根据反响映射法及其原理，利用我国的2.4米和2.16米望远镜及北欧的2.56米望远镜的FOSC仪器，对精心挑选的四类有特殊性质的AGN样本的发射线光变和连续谱，进行准同时监测，以研究AGN中心区域的物理结构和特性。我们将着重研究以下几个问题：1）黑洞吸积内流的观测特征和物理特性；2）双核活动星系的普遍存在性；3）超大质量黑洞的质量测定；4）平谱射电类星体喷流中伽玛射线辐射区相对于宽线区的位置和辐射过程。通过本项目的研究，我们将对向黑洞提供吸积原料的机制，宽线区形成和结构，双核活动星系核区结构，以及与上述问题密切相关的伽玛射线辐射过程等关键问题给出较深刻的物理解释。

本项目围绕活动星系核中心区域的物理结构这一主题，利用丽江2.4米望远镜等国内外光学望远镜，对精心挑选的四类有特殊性质的活动星系核进行了光变监测，采集到大量的观测数据，取得了若干重要发现，同时结合理论模型，分析了它们的观测性质，开展了相关的理论研究及测量方法研究，取得了一系列重要研究成果。成功测定了22个高吸积率AGN的黑洞质量，使国际总数增加了50%以上，证认出其中20个为超爱丁顿吸积AGN，并发现它们的宽线区离黑洞比著名的R-L关系预言的近，建立了估计AGN宽线区尺度的新标度关系及黑洞质量估算新方法，回答了为什么前人基于约40个AGN黑洞质量的统计研究所得的R-L关系和MBH—σ关系比较弥散；发现了AGN中Fe II发射线起源于光致电离的证据，表明Fe II发射线气体位于宽线区内；提出了一种提高反响映射光谱流量定标精度的新方法；发现超爱丁顿吸积AGN的宽线区的动力学结构与亚爱丁顿吸积AGN没有差别；非模型依赖地给出了内流区（即Hβ中等宽度）存在的观测证据；甄别了6个双核活动星系；成功测定一个双核源（NGC 5548）其中一个黑洞的质量；限定了3C 273、3C 120等源喷流辐射区的位置，以及一些伽玛射线源的高能辐射机制。此外，为了提高望远镜观测效率，还对丽江2.4望远镜和YFOSC的性能升级改造。这些研究成果在ApJ、MNRAS等期刊上共发表60余篇SCI论文，加深了对活动星系核中心区域的物理结构认识和理解，特别是AGN宽线区尺度的新标度关系及黑洞质量估算新方法将更可靠地间接测量AGN的黑洞质量。本项目培养了一批研究生和年轻科研骨干，形成了一个紧紧围绕丽江2.4米望远镜开展AGN国际前沿课题研究的团队，提高了该望远镜的国际影响力。