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EP ： AGN 及巡天观测相关科学

EP ： AGN 及巡天观测相关科学. 薛永泉 中国科学技术大学天文系 EP 科学论证启动会暨第一次科学工作组会议 北京， 2013/11/15. 提纲. AGN 科学目标 巡天观测科学目标 总结. 提纲. AGN 科学目标 巡天观测科学目标 总结. AGN 典型观测特征：光变  吸积系统物理信息 采样均匀、时标长于几年的监测数据相当匮乏 EP ：以百秒到年的采样频率同时监测上千个 AGN ，获得前所未有的大样本的光变数据. AGN 的科学目标之间互相关联. 1 .1 大样本 AGN 的 X 射线光变功率谱密度. 吸积态：类似黑洞双星的高态？

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EP ： AGN 及巡天观测相关科学

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  1. EP：AGN及巡天观测相关科学 薛永泉 中国科学技术大学天文系 EP科学论证启动会暨第一次科学工作组会议 北京，2013/11/15

  2. 提纲 • AGN科学目标 • 巡天观测科学目标 • 总结

  3. 提纲 • AGN科学目标 • 巡天观测科学目标 • 总结

  4. AGN典型观测特征：光变吸积系统物理信息 • 采样均匀、时标长于几年的监测数据相当匮乏 • EP：以百秒到年的采样频率同时监测上千个AGN，获得前所未有的大样本的光变数据

  5. AGN的科学目标之间互相关联

  6. 1.1 大样本AGN的X射线光变功率谱密度 • 吸积态：类似黑洞双星的高态？ • 不同尺度黑洞系统的统一理论描述？ (McHardy 2006)

  7. (Kelly et al. 2013) • PSD的特征截断时标与黑洞质量相关？ • PSD的RSVP（单位时间随机光变功率）与黑洞质量相关？ • 进一步确证相关性，从而有效估计AGN质量？ (Kelly et al. 2013) (McHardy et al. 2005)

  8. 1.2 监测研究AGN的罕见大幅光变和耀发 • 曾在少数的（射电宁静）AGN中被观测到 • 实时预警多波段后随观测认识罕见的激烈变化过程

  9. 1.3 研究AGN各个子类的X射线光变特性 • 尤其是研究较少但重要的AGN类型 • 例如窄线塞弗特1型星系（NLS1） --- 较小黑洞质量、较高吸积率 --- 可能对应于黑洞双星的甚高态 • 例如邻近的低光度AGN

  10. (Zhou et al. 2010) (Ponti et al. 2012) • X射线光变幅度（XVA）和黑洞质量的相关性：小的内在弥散 • EP能够长时间监测上千AGN，计算XVA，估计黑洞质量

  11. Soft/negative lag frequency与黑洞质量间的相关性？ • Soft/negative lag absolute amplitude与黑洞质量的相关性？ • 光变监测 soft/hard band lag analysis 黑洞质量？ (De Marco et al. 2013)

  12. 1.4 揭示AGN的软X射线超本质 • 软X射线超辐射（2keV以下）起源：未解之谜 • 可能模型：或许是不止一种起源 --- 吸积盘的高能Wein尾巴（Yuan et al. 2010） --- 中等温度电子的散射 --- 吸积盘的反射 --- 电离气体的吸收（Done et al. 2007） • 模型的检验：长期的光变和光谱变化数据 (Crummy et al. 2006)

  13. 1.5 捕捉AGN的吸积态转变 • 类似于黑洞双星的吸积态转变在AGN中基本未被观测到： --- AGN处于某个吸积态的时标可能很长，不易观测 NGC 7589 (Yuan et al. 2004)

  14. Seyfert galaxy: RX J1301.9+2747 --- 高度光变，宁静态闪耀态 --- 谱极软，谱指数7.14.4 (Sun, Shu, Wang 2013)

  15. 监测的样本足够大：统计上有可能捕捉到这样的事例监测的样本足够大：统计上有可能捕捉到这样的事例 • 大样本、长时标、采样均匀的监测： --- 发现更多事例 --- 捕捉剧烈光变和耀发 --- 检验大质量黑洞吸积态转变的猜想

  16. 1.6 搜寻证认AGN的甚低态 • 甚低态成为研究AGN光谱态模型的一个关键： --- 当X射线流量极弱时，一些谱特征变得相对显著 • 目前只有十几个AGN的甚低态被证认（e.g., Grupe et al. 2008） (Grupe et al. 2008)

  17. 连续监测大样本的AGN： --- 增加证认数目 --- 更可靠的统计结果利于甄别模型 --- 给出AGN（个体或子类）进入甚低态的频度 --- 启动机会源（ToO）后随观测得到深度X射线光谱 （相对论性铁发射线，吸积盘性质，电离气体）

  18. 1.7 研究射电强AGN相对论性喷流的辐射 • 耀变体（blazar）：相对论性喷流光变最为显著特征 • 最大样本的耀变体X射线监测： --- 不同时标、采样均匀 --- 发现更多喷流爆发现象 --- 系统研究爆发现象 (Xue & Cui 2005) (Xue, Yuan, Cui 2006)

  19. 1.8 研究AGN的X射线吸收的长期变化 • 探索AGN中心区域的物质密度、分布和运动

  20. 1.9 获得AGN完备样本并研究其演化 • 几年数据积累：发现全天新的I型AGN和QSO候选体 • 利用X射线光变选取AGN：发现一批以往巡天遗漏的AGN/QSO • 完善AGN/QSO样本的完备性 • 更为准确的AGN/QSO光度函数及其宇宙学演化

  21. 提纲 • AGN科学目标 • 巡天观测科学目标 • 总结

  22. EP将能开展以下大样本天体X射线时变检测研究内容：EP将能开展以下大样本天体X射线时变检测研究内容： --- 各种子类的AGN/大质量黑洞 --- 黑洞和中子星X射线双星，微类星体，激变变星 --- 超亮X射线源和中等质量黑洞

  23. 全天X射线源表、天图、时序电影 • 长期扫描监测 • 几年积分曝光 • 深的X射线全天巡天数据 • 高质量的全天X射线源表、天图、时序电影 --- 最终探测到几十万个软X射线源 --- 大部分暗于RASS的极限流量 --- 构建互联网数据库供国内外研究者查询下载，提高EP科学产出，扩大影响？

  24. 提纲 • AGN科学目标 • 巡天观测科学目标 • 总结

  25. 全天X射线源表、天图、时序电影

  26. 谢谢！

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