射電類星體寬線區(qū)光度與吸積盤的關(guān)系

王孝民，趙志偉

1保山學(xué)院理工學(xué)院；2昭通市鹽津二中

射電類星體寬線區(qū)光度與吸積盤的關(guān)系

王孝民1，趙志偉2

1保山學(xué)院理工學(xué)院；2昭通市鹽津二中

吸積盤是現(xiàn)在高能天體物理中的熱點(diǎn)課題，涉及到了天體物理中最基本的問題。本文利用公開發(fā)表的文獻(xiàn)中收集到的124個(gè)射電類星體（包括55個(gè)陡譜射電類星體天體和69個(gè)平譜射電類星體天體）的基本數(shù)據(jù)，特別是黑洞質(zhì)量和寬線區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)，研究了射電類星體寬線區(qū)光度與黑洞吸積盤的吸積率之間的相關(guān)性。發(fā)現(xiàn)陡譜射電類星體天體和平譜射電類星體天體的寬線區(qū)光度與吸積率之間都有很強(qiáng)的相關(guān)性，表明兩類射電類星體的寬線區(qū)輻射的光度可能是由于吸積盤輻射所產(chǎn)生的。

光度；黑洞質(zhì)量；類星體；吸積率；相關(guān)

保山學(xué)院科研基金（10B010K）資助項(xiàng)目

類星體是典型的活動(dòng)星系核，由光度最大的活動(dòng)星系核組成。其中射電噪類星體又分為平譜和陡譜兩類。一般認(rèn)為α2GHz-8GHz＞0.5的類星體為陡譜類星體。與此同時(shí)，黑洞-吸積模型是活動(dòng)星系核的標(biāo)準(zhǔn)模型，吸積也能使致密天體高效地釋放能量。如今研究系及理論的較多，但是吸積盤與射電類星體寬線區(qū)光度問題的研究不多。我們只要是通過分析吸積盤與射電類星體輻射的機(jī)制以及相互影響做一個(gè)研究。文中采用的宇宙參數(shù)H0=70km·s-1·Mpc-1及ΩM=0.3.Ωλ=0.7。

一、最大光度與吸積率的關(guān)系

現(xiàn)在我們來(lái)討論一下黑洞輻射的能量轉(zhuǎn)換效率。設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的離子，從遠(yuǎn)方下落到質(zhì)量為M的黑洞的史瓦西半徑Rs=2gGMc2附近時(shí)，所能輻射的最大能量等于轉(zhuǎn)化的引力勢(shì)能，即

由此可以知道，能夠轉(zhuǎn)化為輻射的能量為粒子靜能的一半，即

因而，輻射的最大功率即最大光度就取決于黑洞的吸積率dMdt，即

實(shí)際上的轉(zhuǎn)化率并沒有這么大。因?yàn)槿绻Ｗ邮侵本€落下來(lái)的，則大部分能量將被黑洞吸收，能發(fā)出的輻射是很有限的。為了最大限度獲取輻射能量，必須讓粒子下落時(shí)沿近乎圓形的螺旋軌道圍繞黑洞緩慢下落。在這樣的情況下大約有40%的靜能轉(zhuǎn)化為輻射能。計(jì)算表明，為了使射電星系產(chǎn)生觀測(cè)到的光度，要求黑洞的質(zhì)量至少要達(dá)到107MΘ。[1]

二、愛丁頓光度

愛丁頓光度是吸積天體所能達(dá)到的最大光度。愛丁頓光度通常可以表示為[2]

將（3）和（4）兩式聯(lián)立可以求得吸積率為：

吸積率的單位是g/s.

三、數(shù)據(jù)樣本[2]

本數(shù)據(jù)樣本是由55個(gè)陡譜射電類星體和69個(gè)平譜射電類星體組成的，該表給出了124個(gè)射電類星體的相關(guān)數(shù)據(jù)。表中的寬線區(qū)光度及黑洞質(zhì)量的計(jì)算都相應(yīng)的采用的發(fā)射線是：

CIV，MgII，Hβ。

四、相關(guān)性分析

運(yùn)用式（5）對(duì)吸積率取對(duì)數(shù)后有：

式中的c=3×108m/s。將寬線區(qū)光度與吸積率的對(duì)數(shù)做相關(guān)性分析后有下圖所示情況，圖中的logm`表示吸積率取對(duì)數(shù)，LBLR表示寬線區(qū)光度。

五、結(jié)論

對(duì)寬線區(qū)光度和吸積率做相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)二者有較強(qiáng)的相關(guān)性。

圖1給出了平譜射電類星體寬線區(qū)光度與吸積率對(duì)數(shù)的相關(guān)性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r=0.7926，置信概率p＜0.0001，log m˙=18.18206+2.25962 log LBLR。

圖2給出了陡譜射電類星體寬線區(qū)光度與吸積率對(duì)數(shù)的相關(guān)性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r=0.70352，置信概率p＜0.0001，log m˙=23.86272+1.75178 log LBLR。這就說(shuō)明了無(wú)論是平譜射電類星體還是陡譜射電類星體，它們的寬限區(qū)光度與吸積率都存在一定相關(guān)性，也說(shuō)明的射電類星體寬線區(qū)光度與吸積盤輻射之間存在著密切的聯(lián)系，射電類星體寬線區(qū)輻射光度可能是由于吸積盤輻射所產(chǎn)生的。

[1]向守平.天體物理概論[M].合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2008.11P225

[2]王孝民.射電類星體的近紅外輻射和寬線區(qū)輻射的關(guān)系[J].昆明：云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2007

王孝民，男，保山學(xué)院教師，從事活動(dòng)星系核研究。

王孝民，保山學(xué)院教師，從事活動(dòng)星系核研究。