AGN的X射線輻射和X射線星系團(tuán)巡天.pdf

1、X射線天文學(xué)興起的50多年來(lái)經(jīng)歷了快速的發(fā)展，已經(jīng)成長(zhǎng)為天體物理不可或缺的重要部分。本文涉及X射線天文學(xué)的兩個(gè)重要課題:活動(dòng)星系核(AGN)的X射線研究和X射線星系團(tuán)巡天。AGN和星系團(tuán)是宇宙中最有趣的兩類河外X射線源，前者代表了極端劇烈的大質(zhì)量黑洞吸積過(guò)程，后者描繪著宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)。在緒論中，我們首先簡(jiǎn)單介紹X射線天文學(xué)的發(fā)展，與我們工作相關(guān)的X射線設(shè)備，以及兩類重要的X射線源:AGN和星系團(tuán)(第一節(jié))。然后我們分別介紹AGN與星系

2、團(tuán)的相關(guān)背景知識(shí)。第二節(jié)我們介紹了AGN，AGN的X射線連續(xù)譜，AGN的Fe Kα發(fā)射線，及AGN的本征光度指標(biāo)。第三節(jié)我們介紹了星系團(tuán)，星系團(tuán)的探測(cè)和測(cè)質(zhì)量的方法，以及X射線星系團(tuán)巡天。我們的工作主要有三個(gè)方面，一、是AGN的窄Fe Kα線的研究(第二章)，二、是AGN本征X射線輻射的研究(第三章)，三、是Swift X射線星系團(tuán)巡天項(xiàng)目中的一些工作(第四五六章)。
　　 為了研究AGN中普遍存在的窄Fe Kα線輻射，我們構(gòu)建

3、了一個(gè)包含89個(gè)Seyfert星系的樣本，既有Spitzer IRS對(duì)[OⅣ]線光度的測(cè)量，又有XMM-Newton EPIC的X射線光譜觀測(cè)。我們通過(guò)光譜擬合測(cè)量了Fe Kα線光度，然后用[OⅣ]線光度作為AGN本征光度將Fe Kα線光度歸一化。我們發(fā)現(xiàn)盡管Ⅱ型AGN的Fe Kα線等值寬度更大，光度卻比Ⅰ型源低。康普頓薄和康普頓厚的Seyfert2的窄Fe Kα線光度分別比Seyfert1低2.9+0.8-0.6倍和5.6+1.9-1

4、.4倍。這是第一個(gè)AGN窄Fe Kα線各向異性的觀測(cè)證據(jù)，與均一的塵埃環(huán)模型所預(yù)言的鐵線各向異性一致，也能為團(tuán)塊化的塵埃環(huán)模型提供限制。
　　 AGN的本征X射線輻射來(lái)自高溫冕區(qū)的逆康普頓散射，但冕區(qū)的物理和幾何結(jié)構(gòu)我們知之甚少，為了解釋X射線輻射的光譜和光變，不同模型對(duì)本征X射線輻射預(yù)言了不同的各向異性。為了研究這種各向異性，我們構(gòu)建了一個(gè)包含178個(gè)既有Spitzer IRS測(cè)量的[OⅣ]線光度，又有XMM-Newton或C

5、handra觀測(cè)的光譜的Seyfert星系樣本。我們通過(guò)光譜擬合得到2-10keV的吸收改正的X射線冪律譜的光度，類似上一個(gè)工作，用[OⅣ]線光度表征AGN的本征光度，對(duì)Ⅰ型和康普頓薄的Ⅱ型源做了比較。我們發(fā)現(xiàn)Ⅰ型AGN的本征X射線光度比康普頓薄的Ⅱ型AGN高(≥)3倍。這個(gè)各向異性表明冕區(qū)可能以相對(duì)論性速度外流，集束效應(yīng)使之在軸向看起來(lái)比盤向更強(qiáng)。同時(shí)它也意味著冕區(qū)有可能正是噴流的底部。另外我們指出，AGN的硬X射線輻射用作本征光度指

6、標(biāo)時(shí)需要做改正，這會(huì)影響遮蔽的AGN的比例的測(cè)量。
　　 Swift X射線星系團(tuán)巡天是一個(gè)正在進(jìn)行的項(xiàng)目。我們使用Swift衛(wèi)星搭載的XRT望遠(yuǎn)鏡來(lái)搜尋星系團(tuán)。XRT雖然有效面積小，但背景噪聲低，且PSF在整個(gè)視場(chǎng)內(nèi)不變，因而仍然適合于星系團(tuán)的探測(cè)。Tundo et al.[208]已經(jīng)用XRT對(duì)GRB的觀測(cè)數(shù)據(jù)做了一個(gè)總覆蓋約70平方度的巡天，得到一個(gè)包含72個(gè)延展源的完備樣本。我們對(duì)這個(gè)樣本做了兩方面擴(kuò)展，一是擴(kuò)大天區(qū)覆蓋