I型和II型类星体之间的演化关联

All massive galaxies contain a central supermassive black hole that plays a fundamental role in regulating the evolution of the host galaxy. The coevolution of the central black hole and the host galaxies appears to be driven by starburst and AGN activity, and their respective energy feedback. Most models invoke gas-rich major mergers as the triggering mechanism for this process. Depending on the evolutionary state of the system, the AGN can be heavily obscured by dust and appear as a type 2 quasar, eventually evolving into an unobscured type 1 quasar that blows away the gas and dust. In an effort to test this evolutionary link between type 1 and type 2 quasars, we are performing a major far-infrared survey (70 to 500 microns) using the Herschel satellite to measure the dust properties (temperature and mass), interstellar medium, and star formation rates of two well-studied samples of low-redshift, luminous AGNs: the complete sample of 87 Palomar-Green type 1 quasars at redshift < 0.5 and a carefully matched sample of 87 type 2 quasars selected from SDSS. Combined with existing data at radio, optical, ultraviolet and X-ray wavelengths, we will construct complete broad-band spectral energy distributions and measure very accurate bolometric luminosities. This Herschel survey is complemented by an HST survey to obtain optical and near-infrared images of the entire sample to quantify the morphologies, bulge properties, colors, and stellar masses of the host galaxies. We are also obtaining optical spectroscopy using Magellan 6.5 meter telescope to measure the black hole masses. This project will provide the fundamental dataset for testing the evolutionary link between type 1 and type 2 quasars, and the broader relationship between black hole growth and galaxy formation.

大质量星系中心的超大质量黑洞在星系演化中起着重要的作用。一般认为富气体的星系主并合驱动的星暴和星系活动及其能量反馈，导致黑洞和寄主星系的共同演化。随着并合系统的演化，它由刚开始被尘埃遮挡表现为II型类星体，在气体和尘埃被吹离星系后成为没有遮挡的I型。为检验这一演化，我们将利用Herschel卫星开展一个大型红外巡天（70-500微米）来研究两个低红移低光度AGN样本中的尘埃、星际介质和恒星形成率。两个样本分别为87个z<0.5的Palomar-Green I型类星体完备样本和87个从SDSS中仔细挑选出来的II型类星体匹配样本。结合已有射电、光学、紫外和X射线数据，我们将构建完整的能谱分布来精确测量热光度。配合HST巡天，我们将获得整个样本的光学、近红外图像，定量研究星系形态、核球性质、颜色和寄主星系质量。我们也将利用Magellen望远镜光谱测量黑洞质量，以检验I型和II型类星体的演化。

这个课题的主要任务是比较两个样本匹配的I型和II型类星体中心引擎的基本参数（黑洞质量、热辐射光度和爱丁顿系数）和宿主星系的基本参数（恒星质量、核球质量、形貌、潮汐作用、气体质量和恒星形成率）。我们从PG样本里面挑选出了87个I型类星体，从斯隆数字巡天样本中挑选出了87个II型类星体。我们使用“单次观测”的光谱，通过我们组提出的改善的方法，通过测量宽巴尔莫贝塔线线宽和连续谱光度得到了I型类星体的黑洞质量。这一方法基于我们组对之前方法提出的新的校准方法以及对测量维理化质量提出的新的估算方法。对II型类星体，我们使用高分辨率的哈勃空间望远镜的B和I波段的图像，使用GALFIT程序对其进行细致的二维图像分解，得到核球质量；同时通过斯隆数字巡天的光谱算出核球的速度弥散；使用以上两个物理量结合我们组提出的对气体和恒星之间动力学的新的校准，我们测量了II型类星体的黑洞质量。我们的结果显示II型类星体和I型类星体的黑洞质量处于同样的范围，但是II型类星体有更高的爱丁顿系数。我们发现一个很令人惊讶的、和类星体标准演化模型不同的结果：并不是所有I型类星体都是早型星系，同时有相当一部分II型类星体是没有经历过主要并合事件的晚型星系。和有相同恒星质量的普通星系相比，两种类型的类星体都是气体富裕的系统，而且II型类星体并没有更多的星际间介质。此外，类星体的气体成分和活动星系核的光度和爱丁顿系数并没有任何关系。这些结果和传统的活动星系核-反馈模型预言的I型类星体应该比普通星系气体更少，以及传统类星体演化模型预言的II型类星体比I型类星体气体更少相违背。大部分II型类星体的星系中心呈现出蓝色，它们的核球偏离了Kormendy关系，和最近它们的中心经历了增强的恒星形成的事实一致。我们同时也分析了来自于GOALS样本的201个红外亮星系，以此来研究不同的合并阶段在气体成分、恒星形成率和恒星形成效率上产生的影响。