远红外亮类星体的研究进展

远红外亮类星体是极亮红外星系中具有I型活动星系核光谱特征的天体,光学光谱研究表明它们在光学波段的辐射主要由中心活动星系核主导,其中心超大质量黑洞的质量为107~108M☉,且有超爱丁顿吸积率.与光学选类星体相比,远红外亮类星体在远红外波段存在明显的辐射超出,这可能是由其核区周围~1 kpc尺度内的星暴活动(恒星形成率约为几百M☉yr-1)加热尘埃造成.对分子气体进行观测发现远红外亮类星体的宿主星系中存在约109~1010M☉的分子气体,这些分子气体可以为黑洞和核球的增长提供"原料".几乎所有远红外亮类星体都处于富气星系并合的晚期,是极亮红外星系向光学选类星体演化的过渡天体.     

爱因斯坦探针在活动星系核研究领域的科学机遇

活动星系核(AGN)是指那些具有强烈电磁辐射的星系核心,其巨大能量是由中心超大质量黑洞(SMBH)吸积周围物质,将其释放的引力能转化为热能、辐射能而产生的.各种时标的多波段光变是AGN的典型观测特征,其中尤以X射线光变最为引人注意,因为其光变剧烈、时标短、携带着AGN吸积盘最内区的丰富物理信息,长期以来一直被用作研究星系中心SMBH的探针.但是,目前对AGN的X射线光变还没有很根本的认识,对其来源和产生机制仍不甚清楚.爱因斯坦探针(Einstein Probe,EP)卫星具有空前的软X射线巡天能力,其grasp(即探测器有效面积与视场的乘积)比起之前同类卫星提高了一到两个量级,这使得EP能在从百秒到年的采样频率上对全天数百个亮AGN进行监测,获得前所未有的大样本、宽采样频率覆盖的光变数据.我们拟据此重点开展以下4个方面的研究:对大样本亮AGN的软X射线功率谱进行完整测量;系统监测和研究AGN中罕见的大幅度X射线光变和耀发现象;研究大样本AGN的长期光谱变化以及开展其爆发监测;开展AGN/类星体巡天.这些数据将促进对AGN X射线辐射的剧烈光变与爆发现象及其产生机制,SMBH的吸积盘、喷流及冕区的物理条件、结构、动力学与辐射过程,以及AGN的宇宙学演化等科学问题的进一步认识.另外,鉴于EP能够探索一个全新的发现空间(大天区、长时标软X射线的系统监测),将有可能发现前所未见的黑洞吸积现象——宇宙的复杂多样性总是超乎人类的想象.     

星系中心大质量黑洞及潮汐瓦解恒星事件

黑洞潮汐瓦解恒星事件(Tidal Disruption Events,TDE)是星系中心黑洞瓦解进入其潮汐瓦解半径内的恒星并吸积恒星碎片物质而产生的一种剧烈辐射耀发现象.TDE的能谱和光变特征中蕴含了中心黑洞和被瓦解的恒星的信息,为我们证实和普查宁静星系中的黑洞,研究其参数、吸积过程和喷流产生、以及核区星际介质等提供了可能.TDE还可能提供中等质量黑洞和双黑洞存在的证据.TDE的观测和理论已成为一个新开辟的天体物理研究领域,但目前的进展受制于探测到事件太少(尤其是在X射线波段),且观测数据普遍质量不高.TDE的发生率很低,要探测大样本的事例需要监测足够大的空间体积.爱因斯坦探针卫星(Einstein Probe,EP)覆盖了0.5–4 keV的软X射线波段(接近TDE耀发时的辐射峰值能段),具有大视场以及高灵敏度,非常利于对TDE的探测.预期爱因斯坦探针卫星每年可以发现约几十至上百例TDE,其中有约10例或更多具有相对论性喷流特征.这将使我们可以获得较为完备、具有统计意义的TDE的样本,为进一步研究黑洞的存在和统计性质、增长和演化、发现中等质量黑洞和大质量双黑洞等提供了新的途径.     

星系紫外深场巡天观测进展

紫外波段是星系能谱分布中的重要部分.其包含大量原子、离子和分子的共振线以及研究重要物理过程的连续辐射,提供了理论研究重要的观测限制.在星系研究中,紫外辐射追踪大质量恒星,是测量和理解宇宙中恒星形成历史的重要工具.紫外辐射也可追踪大质量黑洞吸积盘,是理解吸积物理过程的重要手段.其涉及的关键科学问题包括宇宙正午时期的恒星形成历史与星系演化、宇宙重子物质缺失、宇宙再电离能量来源以及星系吸积和外流反馈等.本文重点阐述了紫外深场巡天观测的发展现状及其在星系科学研究中发挥的作用.主要介绍了深场仪器的基本参数、深场观测的目的和任务,以及数据及科学产出,并对国内外正在计划中的未来紫外观测进行了总结和展望.     

高龄星系造星能力为何下降?

正在年轻星系中,恒星产生的速度非常快。但随着星系的成长,其造星能力却渐渐下降,直至不再产生新的恒星。一项于2018年1月1日发表在Nature上的研究显示,星系中恒星形成活动何时停止仅与位于其中央的黑洞质量有关。黑洞质量越大,星系的造星能力下降越快。实际上,天体物理学家们早就发现,在星系演化的模型中必须引入黑洞的反     

空中有多个太阳吗

美国加州理工学院的天文学家在新近出版 的《自然》杂志上报告说,他们发现天鹅星座中 的HD188753星系中有3颗恒星。处于该星系中 心的一颗恒星与太阳系中的太阳类似,它旁边 的行星体积至少比木星大14％。该行星与中心恒 星的距离大约为800万千米,是太阳和地球之间 距离的二十分之一。而星系的另外两颗恒星处 于外围,它们彼此相距不远,也围绕中心恒星公 转。 银河系中的星系多为单星系或双星系,具 有三颗以上恒星的星系被称为聚星系,不太多 见。 恒星并不是平均分布在宇宙之中,多数的 恒星会受彼此的引力影响,形成聚星系统,如双     

水超脉泽源：[OIV]发射线和脉泽辐射

水超脉泽辐射光度很大,因此活动星系核被公认为是其唯一的能源,而近来[OIV]发射线被认为可以准确地示踪活动星系核各向同性的强度．为了分析活动星系核和脉泽辐射间的内在联系,对所有发表的水脉泽星系的（OIV]发射线观测资料进行了全面调研和收集．整个脉泽样本和3个恒星形成脉泽的[oIV]线的平均光度分别为10^7.09±0.17和10^-6.55太阳光度．对比脉泽星系和非脉泽星系样本的[OIV]光度,没有发现大的差别．对于同活动星系核成协的脉泽星系,发现它们的[OIV]光度和水脉泽光度间存在一个明显的相关,尽管存在较大的弥散．如果活动星系核是脉泽辐射的能量激发源,那么这一相关性为[OIV]发射线可以很好示踪活动星系核强度的观点提供了支持．     

水脉泽寄主星系的Spitzer中红外特性研究

截至目前,在已搜寻过的5 000多个星系中,只在180多个星系中探测到水脉泽辐射,这种脉泽的绝大多数与活动星系核(AGN)辐射相关.文章利用先进的红外卫星Spitzer对水脉泽星系样本多个波段的观测资料(3.6μm、4.5μm、5.8μm、8.0μm和24.0μm),计算得到该样本的红外辐射光度、谱指数等物理参量.通过统计对比分析水脉泽寄主星系和非水脉泽寄主星系在各个波段的辐射光度和谱指数、中红外能谱分布,结果显示:①水脉泽星系有较大的中红外光度,尤其在长波24μm波段更为明显;②水脉泽和非水脉泽星系的谱指数与能谱分布没有明显区别;③水脉泽光度与其寄主星系的中红外光度统计显示没有明显的相关性.研究结果为将来水脉泽的搜寻工作提供可能的选源指导.     

团星系和场星系的恒星形成性质

通过对团星系和场星系的聚度参数、特征恒星形成率、星系中包含的恒星质量、金属丰度等物理参量的比较,研究了处在不同引力环境中星系的恒星形成性质.研究表明,聚度高的星系主要居于星系团中,大部分低质量星系是场星系,星系的特征恒星形成率与恒星质量和金属丰度之间存在着显著的相关.另外,团星系和场星系在红移小于0.1的范围内仍表现出了明显的宇宙学演化效应.     

星系团Abell 2255的恒星形成性质

研究了星系团Abell 2255中184颗成员星系的恒星形成性质.通过对这些星系的形态分类,发现星系光谱在4×10-7m处的跃变程度对区分星系类型非常有效.该星系团中星系的恒星形成活动和星系所处的环境有关,并且不同形态的星系随投影距离的变化趋势遵循不同的规律.此外还确认了团星系的金属丰度与恒星质量之间的相关性,并推断星系团Abell 2255是在单个星系形成后,经过引力相互作用而形成的,这一结果支持了等级成团理论.     

SDSSDR9星系对中恒星形成速率的测量与研究

星系演化是天体物理研究领域的重要课题和前沿之一.其中,星系并合演化理论在其中具有至关重要的地位.恒星形成速率是这一研究的重要参数之一.近些年来,对于恒星形成速率测量方法的研究更是取得了长足的进展.本论文选取了SDSS DR9中0z≤0.3的3 444个星系对以及4 000个场星系作为样本,通过对恒星形成速率的计算来对比研究星系相互作用对星系演化所起的作用.     

高红移Lyα发射线星系观测研究

高红移Lyα发射线星系的研究是理解宇宙恒星形成历史和早期星系形成的关键.作为高红移宇宙的重要组成部分,Lyα发射线星系是研究星系形成、宇宙恒星形成和结构形成历史以及宇宙再电离时期的重要探针.近20年随着8–10 m级地面望远镜和红外设备的发展,利用窄带测光技术和光谱观测,人们对Lyα发射线星系的研究取得了巨大进展.本文主要介绍由窄带测光技术选取的红移2以上的Lyα发射线星系的成团性质、恒星星族和发射线星云性质、恒星形成性质、紫外连续谱和Lyα发射线形态,与莱曼断裂星系的关系,对宇宙恒星形成率密度的贡献,以及极高红移Lyα发射线星系对宇宙再电离时期的限制等方面的研究进展.     

高能天体物理学的“爆发”

这一时期有两篇理论高能天体物理学的论文表现出了突出的影响力:一篇是排在第5的关于伽马射线暴的论文,另一篇是关于活动星系核(AGN)的论文#6。这两篇文章都与爆发现象有关,但研究的时间尺度大不相同。伽马射线暴(GRBs)是自大爆炸以来宇宙中最充满活力的现象,它们在宇宙中有可能随时随地发生。典型的爆发一般持续1秒至数百秒的时间。大多数伽马射线暴是在巨大的恒星燃尽了核燃料时发生的。恒星的核心     

几个活动星系核的测光反响映射研究

活动星系核(Active Galactic Nuclei,AGN)宽发射线区的大小是计算中心黑洞质量的重要参数,通常可基于光谱反响映射测量的宽发射线辐射相对于连续谱辐射的时间延迟来得到,但需要花费中大型光学望远镜的很多时间.本文采用测光反响映射的方法,使用国家天文台兴隆观测站的60-cm望远镜观测了红移在0.03左右的六个AGN.利用宽波段V来示踪AGN的连续谱,用窄波段OⅢ去示踪AGN红移后的Hβ宽发射线.利用改进的ICCF方法(ICCF-Cut)去除掉窄波段的连续谱成分,试图得到与光谱反响映射接近的时间延迟结果.同时,我们也应用了JAVELIN方法计算Hβ的时间延迟.从六个AGN中最终发现有两个源可得到较好的测光反响映射结果,Mrk 335和3C 120的Hβ的时间延迟为7.8_-11.4^+8.0天和13.5_-8.8^+13.0天.应用阻尼随机行走模型去模拟AGN的光变曲线,发现较小的观测间隔是测光反响映射能否成功的一个关键因素.结合观测和模拟的结果,发现对于测光反响映射,虽然得到的结果误差很大,如...     

水超脉泽源：[OIV]发射线和脉泽辐射

水超脉泽辐射光度很大,因此活动星系核被公认为是其唯一的能源,而近来[OIV]发射线被认为可以准确地示踪活动星系核各向同性的强度．为了分析活动星系核和脉泽辐射间的内在联系,对所有发表的水脉泽星系的（OIV]发射线观测资料进行了全面调研和收集．整个脉泽样本和3个恒星形成脉泽的[oIV]线的平均光度分别为10^7.09±0....     

射电宁静的活动星系核的光变研究进展

一部分星系的核区存在剧烈的非恒星活动起源的多波段电磁辐射,这类星系被称为活动星系,其核心称为活动星系核.一般认为,超大质量黑洞(其质量是数百万倍乃至数百亿倍太阳质量)通过其强大的引力吸积周围气体形成的吸积盘是活动星系核的中心引擎.理解这一物理过程和测量超大质量黑洞的物理参数,对认识强引力场下的磁流体物理、超大质量黑洞的宇宙增长历史和活动星系核的反馈以及宇宙大尺度结构形成有重要的意义.多波段连续谱的光变(即光度随时间的变化行为)是活动星系核的鲜明特征,可以被用来从时域的角度测量宇宙学距离上的活动星系核的中心引擎的结构、尺寸和超大质量黑洞的质量以及自旋.本文介绍了活动星系核光变行为的基本概念,概述利用光变研究活动星系核物理过程和测量超大质量黑洞质量等方面的主要进展,并对活动星系核的光变研究领域进行展望.     

恒星诞生使宇宙发出第一缕光

由于幼年时期宇宙温度太高,光在那时根本无法闪亮。那么宇宙中的第一缕光线是从哪儿来的呢?通过研究距地球2.81亿光年的一个小星系发出的辐射,天文学家认为,星系内部恒星的诞生可能促使宇宙发出了第一缕光。宇宙被认为产生于距今约137亿年前的“大爆炸”。紧接着“大爆炸”后的宇宙温度极高,物质粒子全部以离子化形式存在。这种情况下,恒星星系这种致密的物质结构无法轻易形成。随着宇宙的膨胀、冷却和去离子化,很多原子核和电子结合在一起,形成了氢和氦这种中性的、原子量小的原子。虽然恒星随后开始形成,但由于宇宙处于去离子化状态,光很…     

局部系数应用的假设

宇宙是由许多性质不同的局部宇宙组成的,引入局部系数．在两个局部宇宙中研究银河系与类星体之间大小与质量关系．根据旋涡星系中的恒星的转速与质量关系,找到旋涡星系中的恒星的质量的结构组成,研究旋涡星系中的恒星的转速与各个质量组成关系．     

星系团的性质与其最亮成员星系中的恒星形成活动的相关性

基于哈勃空间望远镜的CLASH巡天观测数据,对其中23个大质量的、红移范围在0.18z0.89的星系团的物理性质(质量、中心区域的熵等)与其最亮成员星系(最亮团星系)中的恒星形成活动间的关系进行了研究。研究表明最亮团星系的恒星形成率与其宿主星系团的质量、中心区域的熵值存在明显的相关:质量越小、中心区域熵值越低的星系团中其最亮团星系的恒星形成率越高,而与最亮团星系本身的物理性质(如恒星质量)几乎不存在相关。研究结果意味着:造成中等红移最亮团星系中的恒星形成活动的冷气体来源于其宿主星系团内的热气体冷却,而不是星系本身。     

双星对星族合成研究的重要性

观测显示星系中的大部分恒星是双星,因此星族合成研究必须考虑双星的作用。综述双星对星族合成研究的重要性。主要讨论了双星对早型星系和球状星团的能谱、谱指数、颜色、颜色一星等图、星系参数确定和恒星形成历史研究的影响。主要结论为双星有助于对星系和星团的光谱、颜色一星等图的解释,以及对星系和星团多个参数的准确确定。因此,双星是准确星族合成研究的必然要求。