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吸积超大质量黑洞 (AGN) 中的外流

吸积超大质量黑洞 (AGN) 中的外流. 王 挺 贵 中国科学技术大学天文和应用物理系. 外流很普遍. QSO 蓝移的宽吸收共振线，速度可高达 0.2c. 高电离宽吸收线 QSO PG0946 (Arav et al. 2001). FeII 低电离吸收线 (Hall et al. 2002). 本征窄吸收线 ， 50% Seyfert 星系和 >30% QSOs 与宽吸收线类似现象？ (Arav et al. 2002). 50% Seyfert 星系 X 射线电离物质吸收 : 高分辨谱观测给出 X 射线吸收线结构和紫外线相似，但总的柱密度要求高出很多。

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吸积超大质量黑洞 (AGN) 中的外流

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  1. 吸积超大质量黑洞(AGN)中的外流 王 挺 贵 中国科学技术大学天文和应用物理系

  2. 外流很普遍 QSO蓝移的宽吸收共振线，速度可高达0.2c 高电离宽吸收线QSO PG0946 (Arav et al. 2001)

  3. FeII 低电离吸收线(Hall et al. 2002)

  4. 本征窄吸收线，50% Seyfert 星系和>30% QSOs 与宽吸收线类似现象？ (Arav et al. 2002)

  5. 50% Seyfert 星系X射线电离物质吸收:高分辨谱观测给出X射线吸收线结构和紫外线相似，但总的柱密度要求高出很多。 紫外吸收线饱和？ NGC 3783 Kaspi et al. 2003

  6. 高电离发射线系统蓝移, 在NLS1和高红移类星体中常见.

  7. 100pc尺度: NLR NGC 1068, 1”=70pc, Groves et al. 2004

  8. 感兴趣的其他理由 外流的反馈效应星系形成、黑洞吸积(Silk & Rees 1998;Springel et al. 2005) 外流是吸积盘的风,对吸积流结构本身产生影响 理解AGN其他部分，吸收物质也可能是发射线区 研究AGN中元素丰度，与发射线过程互补 观测上看重不重要?

  9. 1.宽吸收线类星体 从观测上: 物质外流速率 动能或者动量外流 (feed-back) 在什么半径上产生, AD? 对角动量转移重要?

  10. 类星体中的比例 LBQS 光学极限星等选的样本中12%, 其中10% LoBAL (Weymann et al. 1991) 争议: 红化修正重要 30% 各向异性连续谱30%(Krolik ) SDSS 15-20% 包括红化修正 (Reichard et al. 2004) LoBAL的比例?

  11. 宽吸收线类星体都是射电弱的? FIRST巡天发现第一个RL BAL QSO (Brotherton et al. 1998) FBQS发现近20个RL QSOs, 比例与在光学选的类星体类似 (Becker et al. 2001).

  12. 怎样看比例 • 所有的类星体都有BAL区, 只是视角不同. 总体的平均覆盖因子 • 只是15%类星体有宽吸收线区, 特殊演化阶段或者特殊的环境 怎么区分二类? 共振散射线 (Korista et al. 1996), 但与速度场、几何有关 偏振：非球对称， 但除此之外很少考虑限制 与其他性质的相关性： LoBAL –IRAS 红外选比例高(Boroson & Meyer 1992, Willote et al. 2004)

  13. BAL QSOs 高吸积率(Boroson 2002) 射电谱平谱和陡谱，不是特别的倾角 （Becker et al. 2001, Jiang & Wang 2003) 星族年龄（Canalizo & Stockton 2000)

  14. 外流的性质 方法: 紫外吸收线的特征离子的柱密度 典型值1019-21cm-2. 只是上限, 视线方向上部分覆盖, 饱和， 实际可能大得多, 证据: 不同的BAL QSOs，CIV线轮廓差不多 丰度很不同的吸收线轮廓相似，P/C<500, 而半数BAL QSO PV1118/1128测量到宽吸收线非常饱和（Arav et al 2001, de Kool et al. 2003, Haimann et al. 1998) X-射线吸收，柱密度1022-24 cm-2, 典型1023（Green et al. 2002, Brinkmann et al. 1999, Gallagher et al. 2002,2004) .

  15. X射线部分覆盖很普遍(Wang et al. 1999,Green et al. 2001, Grupe et al. 2003). X射线的没吸收的部分与紫外的相近， UV和X-射线部分覆盖？

  16. X射线与紫外吸收完全不同的成分或者相同？ 吸收软X射线(0.2-0.4keV)部分的物质电离程度与产生紫外吸收线物质相同， 吸收边光深大 主要紫外的吸收线离子的柱密度>1018.5cm-2 紫外吸收物质的柱密度1022-23 cm-2 (Wang et al. 2000)

  17. XMM/Chandra的惊奇发现 相对论性的X-ray BAL,FeXXV,FeXXVI现象，0.2-0.4c？ 柱密度>1023.5cm-2 Chatas et al. 2003，2004

  18. X-ray Shielding gas 除非f非常小， 电离度非常高。平滑的吸收线轮廓， Nc>104 二相模型。热相介质加速问题？

  19. One solution: Shielding gas model Murray & Chiang 1996 MHD winds(Everett 2004)

  20. 二类模型都需要?

  21. 辐射加速? 几种作用的相对重要性 共振散射：低柱密度, 低电离度 (chelouche & Netzer 2003) 光电吸收：中等柱密度，低电离度 电子散射：高柱密度或者高电离度（Sim 2004;Everett 2004) 高柱密度、高电离度气体外流，要求高吸积率！ 高速外流产生于内区。 X-射线BAL产生于高吸积率天体，很靠近黑洞。

  22. 质量和动能外流 紫外吸收物质柱密度 1022-23 cm-2, 平均的覆盖因子0.15, 半径大于宽发射线区 典型几个太阳/年的外流速率. 与中心黑洞的吸积率相当. 在X射线波段, 一般从拟合光谱给出另一种电离参数: 高电离吸收物质, 物质外流速率与紫外相似. 外流动能：

  23. 复杂情况 一般测量到多种离子的柱密度和速度分布, 从光致电离模型和动力学模型结合拟合, 非常复杂, 还有另外的不确定性. 外流极端超声速的, 很容易不稳定,数值模拟结果证实存在(Proga et al. 2003)

  24. 外流带走角动量? 从吸积盘上出来的气体一定带角动量, 如磁化盘, 可以转移角动量, 观测上有证据: 轴对称的外流共振散射, 如果流不带角动量, 没有偏振角度的转动, 但外流带角动量, 偏振角旋转. Monte-Carlo 模拟, 发现对双线和单线散射, 在外流较大张角和角动量较大可以很好与观测一致(Wang HY et al.)

  25. 不同的QSO BALR的差别很大? 连续谱的偏振可以由吸收线区给出. 对特定的轴对称分布散射物质, 偏振随角度变化近似: p0是在赤道面上观测到的偏振(最大) 对于各种可能的分布f(p0), 偏振分布 由观测到分布, 重构出f(p0).

  26. Equatorial outflow

  27. 大部分的QSO的BALR覆盖因子/柱密度都很小, 但有小部分覆盖因子/柱密度大 BAL QSO的覆盖因子比平均值大

  28. 其他方面的研究 但… 光变 电离态的变化, 复合时标, 密度  尺度 BALQSO观测到数目很少，ne>103 在PG 2112+059中，X-射线吸收柱密度变化７倍而紫外吸收线没变严重饱和? 理解为不同成分的证据, 不足. 引力透镜研究：不同视线，速度结构相同  加速云模型有问题，局部各向同性(Chelouche 2003) 　典型的角尺度在角秒，结构的尺度应大1013（r/pc）cm 但是,UM425的X射线观测A,B二成分, 吸收线谱非常相似，但X射线柱密度相差１０倍 (Aldcroft & Green 2003),作者认为是X射线和UV吸收区不同。 这可能表明BAL很饱和

  29. 2、窄吸收线 高、低光度天体都有, 50% Seyfert, 20-30% QSOs (Crenshaw et al. 2003） 紫外吸收线经常饱和、部分覆盖, 经常是多重（Arav et al. 2003)与宽吸收线的关系 X射线的总柱密度（吸收边），典型1022 cm-2 。 NGC 4051,kaspi et al. 2004

  30. 高电离线（Kaspi et al. 2003; NGC 3783)

  31. OVII与NeX速度不同，UV线与OVII相同，高电离吸收物质多重OVII与NeX速度不同，UV线与OVII相同，高电离吸收物质多重 需要更细致的辐射与动力学模型.

  32. 低电离度气体外流速度大NGC3783(Kaspi et al. 2003), NGC5548(Kaastra et al. 2001)：辐射加速效应， 云团?

  33. NGC3783,质量损失率0.01-0.1 M/yr与吸积率相似。 风产生于1pc, v=500-600km/s 其他AGN的结果类似 。 NAL与NLR相关(Crenshaw et al. 2005), 观测到云团?

  34. 总结 现有观测表明质量外流和黑洞吸积率相近, 但需要更好确定外流质量损失速率等重要参数:确定测量软X射线吸收物质的外流速度以及光变研究将非常重要。 宽吸收线类星体中, 动能的外流近似1%, 在低光度的AGN中效率更低.

  35. 高柱密度气体的加速问题，辐射加速效率低，其他加速机制; • 外流物质的起源，吸积盘/其他 • 核外流与星系尺度的外流的关系？ • 星系中化学混合作用？ • 是否与角动量转移有关？30m光学望远镜

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