跨越宽的参数空间的活动星系核X射线研究

As an important diagnostic, X-ray radiation from active galactic nuclei (AGN), which is produced in the inner region of accretion flows in the vicinity of massive black holes, carries imprints of the accretion processes and of the physical environment around the black holes. The data taking of the SDSS and the XMM-Newton satellite over the past ten years have resulted in large samples of AGN with observed X-ray data. In this project, we will study the properties and features of the X-ray radiation across a large region in the AGN parameter space in a synoptic and systematic way, by making use of various AGN samples achieved in our previous work (including normal AGN, low-mass AGN and narrow-line Seyfert 1 galaxies (NLS1)). We will carry out X-ray spectroscopic and timing analysis for a large sample of AGN, measuring the continua, Fe K_alpha emission, soft X-ray excess, power-spectrum density, variability amplitude, time lags, etc. Their dependence on AGN parameters are examined and new trends may be discovered. The ultimate goals are to shed light on the accretion processes and physical conditions near the massive black holes. In addition, new sources of radio-loud NLS1 AGN will be searched from the most updated SDSS survey data, which would enlarge significantly the size of the current sample of this new and interesting type AGN.

活动星系核（AGN）的X射线辐射产生于黑洞视界附近的吸积盘的内区，携带着黑洞周围吸积过程以及物理状态的信息，是研究AGN中心引擎的重要探针。SDSS和XMM-Newton X射线卫星已经获得了大量活动星系核的数据。我们将基于我们前期工作中得到的几类AGN样本（包括正常AGN、低质量AGN和窄线塞弗特1星系等）及其精确的参数测量，在一个很宽的参数空间上（黑洞质量和吸积率分别跨4个数量级）来统一并系统地研究其X射线的辐射性质和特征。我们将开展大样本的X射线能谱和时变数据分析，获得连续谱、铁K线、软X射线超、功率谱、光变幅度、时延等观测量的参数测量；考察它们与活动星系核物理参数的依赖关系，并发现新的关系。旨在为理解AGN黑洞附近的吸积过程和物理状态提供可能的新的观测上的启示。此外，我们还将在最新的SDSS巡天数据中搜寻新的射电强窄线塞弗特1星系，以显著扩大这类新且有趣天体的样本。

研究认为活动星系核（Active Galactic Nuclei, AGN）的X射线辐射源于黑洞附近几十个引力半径之内。对AGN的X射线能谱以及光变的研究，是我们了解其中心黑洞附近极端物理环境、黑洞吸积、喷流以及吸积盘性质的重要途径。在本项目中，我们基于一个具有X射线数据的大的样本，通过分析其X射线能谱和和光学紫外的多波段数据，以及X射线时变数据，在一个相当宽的AGN参数空间内研究AGN的X射线及宽波段的性质，考察它们对AGN参数的依赖关系。我们取得了如下一批研究成果：1. 我们发现AGN的X射线能谱中宽铁Kα发射线的性质依赖于其爱丁顿比。在射电宁静的Seyfert 1星系中， 其p值（描述盘温度的径向分布轮廓）也与爱丁顿比存在相关性，随着爱丁顿比的增加有减小的趋势。这些结果表明，AGN吸积盘的性质及外流的产生很有可能与爱丁顿比紧密相关。我们还对比了射电噪和射电宁静AGN的平均X射线能谱性质，发现在两类AGN的X射线能谱中宽铁Kα发射线很有可能都是普遍存在的；2. 我们还在窄线Seyfert 1星系1H0707-495的X射线光变数据中发现了准周期振荡信号，这是AGN中发现的第二例具有高置信度QPO的源。并进一步表明高频QPO和黑洞质量之间存在显著的相关性。我们发现在低黑洞质量端，AGN的X射线光变幅度与黑洞质量不在存在明显的相关性，而是有明显的变平趋势。这表明，我们依然可以利用光变幅度搜寻小质量黑洞，但其估算的黑洞质量可能存在问题。3. 利用SDSS以及多波段数据，我们发现了两例新的射电噪窄线Seyfert 1星系。目前该类源的数据还极少。这两个新发现的源的多波段数据可以很好的用喷流辐射模型拟合。我们研究射电噪窄线Seyfert1型AGN在秒差距尺度上的射电性质，发现这些源的喷流性质并不一样，总体来说这类AGN中可能存在较为温和的喷流； 4. 我们从光学数据中均匀的选取了一个小质量黑洞的样本，这是目前从光学数据均匀选取的最大的一个小质量黑洞样本。5. 另外，我们还发现了一个新的潮汐瓦解恒星事例。我们的这些研究成果，加深了我们对吸积盘的性质、外流、喷流的产生与演化，以及小黑洞质量AGN性质的理解。