基于Chandra数据库的近邻活动星系核的统计与分析

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近邻星系中的活动星系核(AGN)对于搜寻小质量黑洞和研究低光度吸积具有重要意义。围绕近邻星系中的活动星系核的一些科学目标,本论文分为两部分,分别是利用现有的Chandra X射线数据研究近邻星系中AGN的统计和物理性质,以及设计软X射线偏振测量仪器用于未来的天文观测。第一部分中,本文利用Chandra/ACIS数据库建立了现今为止最大的近邻星系(50 Mpc以内)X射线观测样本,包含719个星系。通过检验星系核心(近红外/光学/射电)位置处是否存在X射线点状源,我们在314个星系中心发现了 AGN候选体。这个样本最有价值的两个方面是:其中有大量的矮星系可能拥有小质量黑洞,而且大部分的AGN处于极低吸积状态(λEdd<10-4)。样本中有163个HⅡ核心,大部分是晚型星系,可能包含伪核球甚至无核球,其中AGN候选体探测率高达~30%。通过对比X射线双星的密度,我们发现这些HⅡ核心中的X射线辐射大部分确实来自AGN(对于Lx>1038 erg s-1的AGN候选体,X射线双星的污染只有约26%)。这些晚型星系,可能包含小质量黑洞(MBH<106M⊙)。我们的结果表明至少21%的HⅡ核心星系含有黑洞,为种子黑洞的形成机制提供了新的限制。由于距离足够近,我们可以利用这个近邻AGN样本来研究低光度AGN的吸积。低光度AGN并不是高吸积率AGN的缩小版本,它们的吸积状态可能有重要的区别。在我们的样本中,AGN的内禀氢吸收柱密度NH随着光度(或者爱丁顿比率AEdd)减小而减小,可以解释为,AGN的外流随着吸积率减小而减弱。X射线幂律谱光子谱指数IΓ随着AEdd的增大先减小再增大,这个关系与低光度AGN的截断盘模型吻合。这些结果对低光度AGN吸积模型给出了新的限制。第二部分中,我们设计了利用多层膜布拉格衍射探测软X射线偏振的微小卫星项目概念LAMP。LAMP的科学目标覆盖了近邻AGN的几何结构与相对论喷流形成机制。我们重点对LAMP光学和探测器系统进行了详细的光路模拟和灵敏度分析,并据此列出候选观测目标源。模拟显示LAMP具有较高的响应,其调制度可以接近0.9,以及较低的系统误差,在一般曝光中系统误差可以忽略不计。
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