星系中心黑洞增长的特殊阶段

本申请项目从观测和理论两个方面研究星系中心黑洞增长的几个极其重要的特殊阶段，包括中等质量黑洞，黑洞快速吸积和增长阶段，物质外流，黑洞低速吸积阶段，以及黑洞增长过程中的非常事例，如吸积恒星与黑洞并合。我们还将利用星族合成方法研究黑洞增长特殊阶段的寄主星系性质和二者的共同演化。我们将结合使用国际上的先进观测设备和数据（SDSS，Chandra，XMM等）和国内的设备（LAMOST、丽江2.4米、兴隆2.16米），从观测上限制和检验黑洞吸积的理论模型；我们对黑洞吸积过程的理论研究，将从物理本质上解释这些阶段中的观测现象，提出可被观测检验的模型预言。本项目的科学目标是，充分获取星系中心黑洞增长几个重要环节中的观测和理论上的素材，在此基础上深入、系统地理解黑洞吸积的物理过程及其与星际环境的关系。

本项目从观测和理论两个方面研究星系中心黑洞增长的几个重要的特殊阶段，重点研究中等质量黑洞，黑洞快速吸积和增长阶段，物质外流阶段，以及黑洞吸积的盘冕物理模型。此外，我们的工作也涉及到黑洞及其吸积系统的参数的测量，活动星系核的辐射的光变、发射线性质等方面。我们使用国内外的观测设备和数据包括SDSS，MMT, Chandra，XMM，LAMOST，丽江2.4米，TAP观测时间等。我们的研究成果丰富了对黑洞的增长和及与星系共同演化中的几个重要环节的认识、提供了新的观测线索。并从理论上解释这些阶段中的观测现象。.在中等质量黑洞方面，建立了目前最大、均匀的中等质量黑洞样本。观测証明至少一部分确实具有较低吸积率的中等质量黑洞AGN，而非尘埃消光。这一结果意味着宇宙中很可能存在大量的由低吸积率而目前未能被探测到的中等质量黑洞。.在AGN外流方面，定义了描述外流强度的BAI因子，发现AGN外流是辐射压驱动的有力证据，并首次揭示出金属丰度和外流强度之间存在强相关性。发现外流可能自身含有尘埃。系统性地发展了HeI* 吸收线的大样本测量方法，发现HeI*吸收线在低电离宽吸收线类星体中普遍存在，并在一个大样本中测量了其外流气体的柱密度、吸收气体的覆盖因子、电离状态等参数。.在黑洞吸积理论研究方面，将基于蒸发模型的吸积盘冕统一理论成功地运用于大质量黑洞系统中，为活动星系核光谱态随吸积率变化的观测现象提供了自恰的解释。结合观测数据给出了低效吸积AGN中的吸积流的磁场和粘滞系数分布。一个创新性的亮点工作是提出新的盘冕热吸积流模型，为解决AGN的吸积盘冕的加热难题另辟蹊径。.对于快速吸积和增长阶段的黑洞，首次揭示NLS1星系中心黑洞平均具有较低的或中等的自旋。利用X射线光变证实NLS1、包括具有喷流的NLS1的黑洞质量较小、吸积率高，该结果不依赖于AGN倾角。发现NLS1星系光学光变较弱。发现两个新的Gamma射线辐射NLS1 星系。发现了NLS1星系中的射电视超光速运动现象。.在黑洞吸积系统的基本参数及规律研究方面，我们发现，X射线双星中的黑洞质量、自旋和QPO频率的尺度关系可以延伸到超大黑洞，跨越了8个数量级。成为黑洞系统的一个普适尺度关系。在一个小质量黑洞的AGN的X-射线辐射中首次探测到了来自吸积盘的黑体辐射成分，发现了超大黑洞及吸积盘存在的新证据。