论文部分内容阅读
国家重大科学工程郭守敬望远镜,即大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LargeSky Area Multi-object Fiber Spectroscopic Telescope,LAMOST),突破了天文望远镜大视场与大口径难以兼得的难题成为世界之最,是我国光学望远镜研制的又一里程碑。LAMOST在光纤数目上处于国际领先地位,是世界上光谱获取率最高的望远镜。LAMOST完成为期一年的先导巡天和第一年的正式巡天后,释放了自建成以来的第一批光谱数据(the First Data Release of the Sky Survey,DR1),其中包括了2,204,696条目标光谱,有恒星、星系、类星体及其它类型未知的目标。据最新的消息,LAMOST的第二批光谱数据(DR2)已经在LAMOST网络化协同平台正式释放。LAMOST的巡天光谱数据为我们搜寻和分析一些特殊星系提供了可能。本文的所有工作都是围绕LAMOST的光谱数据而开展的,主要贡献如下: 1、针对LAMOST光纤光谱天光背景扣除这个难点,提出了一种新的局部精细的减天光方法,解决了类星体中的宽线经常受减天光精度干扰的问题。该方法利用LAMOST减天光前的目标光谱原始流量以及相对流量改正数据,根据同一观测天区的超级天光光谱对背景进行扣除。它并不是用超级天光的全谱去直接扣除天光背景,而是对于超级天光中各个天光位置精确的去建立对应目标光谱的天光背景模型。实验结果表明,在不同红移的类星体中,该方法减天光后Hβ-[OⅢ]区间的光谱质量相对于原始LAMOST光谱批处理程序的结果有明显的提高。这为LAMOST减天光不理想的特殊光谱提供了补充的解决方案,为具有双峰结构窄发射线以及呈特殊结构的Hβ和[OⅢ]线的特殊星系搜寻与分析奠定了基础。 2、根据LAMOST的光谱数据特点,设计并实现了一种新的搜寻双峰窄发射线星系和活动星系核(Active Galactic Nuclei,AGN)的方法。该方法首先根据信噪比、等值宽度和红移等条件对光谱进行初步筛选;然后,利用星族合成模型提取星系和类星体的特征谱线;最后,通过对所有窄发射线精确的双成分系统拟合、F-检验模型选择、人工光谱检查程序及与斯隆数字巡天数据交叉证认,最终获得具有双峰结构窄发射线星系和AGN样本。在LAMOST发布的DR1中,用该方法搜寻到了20个非常可信的具有双峰结构的窄发射线样本,其中有15个为星系光谱,5个为类星体光谱。通过与以往搜寻工作的交叉验证,在这20个特殊的星系和AGN样本中,有10个是新发现的双峰样本,并且其中有3条是LAMOST首次观测获得的新光谱。 3、提出了几种可能的物理解释方案来分析搜寻到的具有双峰结构窄发射线的星系和AGN样本,包括双超大质量黑洞,喷流和窄线区云的相互作用以及伴星系之间的相互作用等。综合SDSS的测光数据,FIRST和NVSS的射电数据及WISE的红外数据,我们的双峰星系大部分是因为星系与其伴星系的相互作用或者正处于星系的并和过程中。此外,我们对这20个样本进行了一些相关的统计分析工作,比如红移的分布、双成分速度系统差的分布、流量比的分布和双峰星系子样本的BPT图分类情况等。同时,利用尽可能多的信息,对每个单独的双峰源进行了详细的讨论。 4、深入研究了特殊活动星系核LAMOST J1131+3114的发射线属性。综合光学、射电和X射线等多波段的资料分析,LAMOST J1131+3114虽然是一个平谱射电类星体,但是几乎没有光变和偏振。它有软X射线超以及两个红移基本一致的伴星系。我们获得了LAMOST J1131+3114的多条光谱:LAMOST先导巡天的观测光谱、APO3.5米望远镜的后续观测光谱,以及以往望远镜观测的其他几条光谱。多条光谱的特征谱线表现在其窄线区产生的禁线[OⅢ]λλ4959,5007具有不对称的结构,来自于宽线区和窄线区的Hβ发射线呈现出一个很长的红端线翼,一直延伸到[OⅢ]λ5007的下方,并有不同寻常极弱的[OⅠ]、[SⅡ]和FeⅡ线以及部分的吸收线。我们通过这些谱线特征的研究,详细地测量了Hβ线的各项参数以及窄线区的发射线线强比和窄线云的电子数密度和温度,深入讨论了LAMOST J1131+3114这个特殊AGN的宽线区和窄线区。同时,估计了它的黑洞质量以及爱丁顿光度比,并认为它是一个年轻的核主导源,存在着中等速度的激波激发。