活动星系核与星系中的光致电离与外流

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活动星系核与恒星形成活动对星系的反馈作用是控制调节星系形成演化及其与超大质量黑洞共同演化的重要机制。从反馈的能量形式进行区分,主要可分为辐射反馈和动力学反馈两种。充分了解活动星系核与星暴星系的电离光谱特性是研究辐射反馈的基础之一。比较理论建立的电离模型预言的发射线比值与观测值,是揭示电离光谱性质的重要途径。中红外高电离发射线[OⅣ]25.8μm的产生机制尚不明确。在本文第二部分,结合中红外波段的观测数据,以及ITERA package中提供的各类更新的光致电离模型,对[OⅣ]/[SⅢ],[SⅣ]/[SⅢ],[NeⅢ]/[NeⅡ]等中红外发射谱线比值及其变化趋势进行了系统测试。通过将观测数据与电离模型计算结果进行比较,发现Hao et al.(2009)中提出的中红外发射线诊断图[OⅣ]/[SⅢ]vs[SⅣ]/[SⅢ]中的分支结构能分别较好地与AGN和星暴星系光致电离模型相吻合。发现这些星暴星系模型所产生的[OⅣ]发射的强度与电离光谱中大于4Ryd段的相对光子流量呈紧密正相关,单独考虑Wolfe-Rayet星的辐射对电离光谱的贡献足以解释星暴星系中的[OⅣ]发射。而对[OⅣ]/[SⅢ]vs[NeⅢ]/[NeⅡ]诊断图,模型仍很难解释观测结果,特别是星暴星系分支:当由模型计算出的[OⅣ]/[SⅢ]值与观测相当时,其给出的[NeⅢ]/[NeⅡ]值相比于观测仍明显偏高。发现如果考虑上述发射线均来自具有单一密度与电离参数的发射区,[NeⅢ]/[NeⅡ]值与电离光谱21.6eV至41.0eV段的斜率密切相关。此外,星系尺度的外流是动力学反馈的主要形式之一。本文第三部分通过MaNGA二维光谱巡天数据对星系外流进行系统性的搜寻并分析其物理特性。外流的存在往往使得发射线谱线明显增宽,通过搜寻正常星系中难以存在的宽[OⅢ]发射线来搜寻外流候选体。以不同星系质量组中[OⅢ]线宽(W80[OⅢ])的分布为基础,提出了一种经验性地搜寻以宽[OⅢ]发射线为特征的外流的新方法,并系统性地挑选出一批外流候选体。就本文选择的外流候选体而言,至少一半以上的外流候选体中的外流有能力摆脱星系中可见物质引力势的束缚,但所有外流候选体中的外流均难以摆脱其暗物质晕的束缚;对于质量小于1010.5M☉的星系,外流候选体在绿谷星系中的比例高于在红序星系与蓝团星系中的比例,在这类星系中,外流可能与星系从蓝团向红序演化的过程密切相关。
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