类星体的物理建模和统计研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fonely
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一般认为类星体现象是由星系中心大质量黑洞吸积物质造成的。伴随类星体现象发射的大量能量和物质的反馈作用可能会影响星系的形成和演化。在宇宙学等级结构形成理论框架下,本文构建了一个描述类星体形成和演化的模型。该模型基于主并合假设,即类星体是由暗物质晕的主并合而触发的,并采用两阶段光度演化曲线描述个体类星体的演化。我们首先利用马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法拟合观测得到的硬X射线波段和光学波段的光度函数来限制模型参数,再根据这些模型参数得到类星体中心黑洞的质量函数、爱丁顿比率分布以及类星体的成团性等物理量。我们发现几个显著不同的类星体个体光度演化曲线都可以拟合光度函数,这表明模型参数之间存在很强的简并。但是若同时考虑黑洞质量函数、爱丁顿比率分布以及类星体的成团性等,则只有特定的光度演化曲线可以同时再现所涉及的所有观测结果,亦即模型参数间的简并可以被打破。我们的结果表明,若类星体在早期阶段以0.3个爱丁顿极限吸积物质并随后进入一个随时间幂律减小的吸积模式,光度函数、质量函数、爱丁顿比率分布以及类星体的成团性等均能很好的由模型再现。其中高红移(z>1.5)硬X射线和光学波段的光度函数的理论值可以很好的符合观测;而在低红移处,由主并合触发机制主导的暗类星体(Lx<1044ergs-1)只占观测的20%,表明其它触发过程的重要作用,这也与最新的类星体和活动星系核的寄主星系形态的观测一致。黑洞质量函数的观测数据也可以被很好的再现,并且我们发现黑洞质量函数的测量在低质量端和高质量端都会受到巡天极限星等的影响。我们的模型还很好的再现了类星体的线性偏袒,并且预言类星体的线性偏袒随红移增加,但与光度的依赖关系比较弱。未来更大的类星体巡天将会更准确的测量类星体光度函数、黑洞质量函数、爱丁顿比率分布和类星体的线性偏袒等,从而帮助我们更深入的理解类星体的形成和演化。
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