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近十几年来，随着各种空间探测手段的增加，人们对于活动星系核(AGN)的观测和了解更为深入了。各个波段各种类型的活动星系核的样本也逐年扩大，特别是2008年的Fermi卫星的升空，LAT望远镜在伽玛射线波段的探测为我们对具有高能辐射的活动星系核提供了更进一步研究的契机。我们利用观测所得的AGN样本统计，研究了大质量黑洞的空间分布和演化，并发现了支持大质量黑洞都有快速自旋的有力证据。对于高能辐射的活动星系核(主要是耀变体)，我们研究了它们多波段的能谱特征和辐射理论，并探讨了它们对河外伽玛射线背景的贡献。
在第一章里，主要介绍了我们研究工作的一些相关背景，包括活动星系核的基本概述，活动星系核中心大质量黑洞相关理论，以及活动星系核喷流的辐射理论。
在第二章中，对于一个由Fermi伽玛射线空间望远镜(简称Fermi)和高能伽玛射线实验望远镜(简称EGRET)探测到的蝎虎座BL(BL Lac)天体样本，我们发现它们的伽玛射线和射电辐射之间存在紧密的相关关系。我们利用伽玛射线辐射和射电辐射之间相关的经验关系，以及已算出的伽玛射线duty cycle，依据BL Lac天体的射电光度函数(简称LF)得到了它们的伽玛射线波段的光度函数。我们所得到的BL Lac天体的伽玛射线光度函数可以近乎完美地再现近期由Fermi释放的亮AGN样本中观测得到的光度函数。我们发现河外弥散的伽玛射线背景(简称EGRB)中大约有45％是由BL Lac天体提供的。结合早期工作中所估算的类星体对EGRB的贡献，我们发现全部EGRB的77％是由blazar(包括BL Lac天体和平谱射电类星体)贡献的。
第三章介绍的工作中，我们从Fermi/LAT观测并公开的LAT亮AGN源样本(LBAS)中选出了一个有70个源的blazar样本，利用单辐射区(one-zone)轻子模型，我们拟合了这些源的能谱分布(SED)，并给出了所得物理参数的分布状况。通过研究blazar的能谱分布，我们发现，平谱射电类星体(FSRQ)与BLLac天体有很多不同的物理特性，例如磁场的分布、折点能量(γb)、多普勒因子、电子能量分布等。本章还讨论了喷流输运能量的功率问题。我们的结果显示，在喷流坐标系下，当电子能量超过折点能量时，辐射总光度和喷流中相对论电子的注入功率存在完美的相等关系。这为辐射冷却机制以及电子能量分布呈转折的幂率形式的产生等相关理论给出了强有力的证据。折点能量(γb)与能量密度(UB+Ur)之间的反相关关系仍然有效，也就是说我们的结论支持blazar序列的存在，只是我们的结果倾向于对FSRQ和BL Lac天体给出相似的斜率。结合统计结果，我们讨论了折点能量形成的原因以及blazar序列的物理解释。我们支持下述观点，注入的相对论电子的积分总功率与辐射总功率刚好相等的那一点，所对应的电子能量即为折点能量，而在此点之下，注入电子的总功率须大于辐射总功率。
第四章，我们通过AGN理论计算得到的遗迹的黑洞质量函数(BHMF)与测量到的星系中大质量黑洞的质量函数相比较，指出了大质量黑洞的增长是由质量的吸积所主导的。我们由一个大的AGN样本得到了爱丁顿比(Eddingtonratio)的分布，该分布是黑洞质量和红移的函数。我们发现，即使是在低质量端，大部分黑洞仍是以λ～0.2的爱丁顿比在增长，这意味着那种正以极高速率增长的天体是很稀有的，或者是他们处在这种阶段上的时间是非常短暂的。有了爱丁顿比分布，我们可以通过AGN的热光度函数(LF)来研究大质量黑洞的宇宙学演化。我们发现，无论辐射效率ηrad取任何值(常数)，所导出的AGN遗迹的黑洞质量函数与实测的本地星系的黑洞质量函数都是不能匹配的。我们通过假设辐射效率要依赖于黑洞质量，而得到的AGN遗迹的黑洞质量函数与本地星系的黑洞质量函数可以粗略地相符，这意味着几乎所有的大质量黑洞都有非常快速的自旋。
论文的最后(第五章)为对未来工作的展望。