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细盘与细盘/双温冕的结构和出射谱研究
黑洞吸积对于理解宇宙中包括恒星质量黑洞候选体和活动星系核等各类天体的活动现象具有重要的意义。随着天文观测的巨大进步，吸积盘理论发展到了当代径移主导吸积范畴。通过对吸积盘的结构和出射谱研究，结合各种观测数据，能够揭示吸积过程蕴涵的物理本质，包括吸积流体和中心天体的基本性质，理解和掌握黑洞、星系甚至宇宙的形成与演化规律。本论文详细回顾了吸积尤其是黑洞吸积盘理论的发展历史，叙述了吸积中的粘滞转移角动量和能量、引力能耗散的过程以及吸积盘的形成，概述了各类天体中吸积盘的基本性质，介绍了标准吸积盘模型和高吸积率天体存在的部分证据，着重研究了细盘、尤其是含过渡区的细盘和细盘/双温冕模型的盘结构和出射谱特征，改进了经典细盘对偏离黑体形式辐射的处理，建立了可适用于任意光深、统一描述的吸积盘模型，初步发展了吸积盘/冕模型在高吸积率下的理论。主要成果为：
1.采用辐射桥梁链接公式建立了适用于任意光深的细盘模型，较准确地处理了电了散射效应主导、尤其是α＞0.01和1＜(.m)≤50存在的τeff()1过渡区偏离黑体的辐射，扩展了细盘适用的(α，m，(.m))参数空间。对含过渡区细盘整体结构的研究包括：(1)过渡区辐射的处理对吸积盘解和特征S型曲线的影响；(2)过渡区半径与吸积率和粘滞参数的关系，可近似用Rtr=c1αpα(.m)p1exp(-c2(.m)p2)(当α＞0.01有pα～1)表示；(3)恒星质量黑洞吸积盘过渡区半径要大于星系核吸积盘中的值，但均不能忽略由电了散射效应导致的偏离黑体辐射。考虑电子汤姆逊散射和康普顿散射效应，基于含过渡区细盘整体结构计算出来的出射能谱，克服了经典细盘中高频端谱流量被高估的问题。细盘出射谱在低吸积率下，可近似为标准盘对应的p=0.75多色黑体谱(MCD)；超临界吸积率下能谱变宽、变平，高频端谱随吸积率增加而饱和。用MCD拟合细盘0.1-10keV的X射线谱发现，0.5≤p≤0.6、Tin＞1keV(m=10且(.m)＞1)，自然地解释了亮的黑洞候选体、超亮X射线源中存在的“高温问题”。
2.以细盘代替标准盘、用双温ADAF描述冕，建立了细盘/双温冕模型。类似于其能谱计算，细盘与冕能量耦合方程中也引入了逆康普顿散射几率，使结构与谱的计算更自洽。得到的冕结构不依赖于中心天体质量，电了散射光深和平均温度随冕吸积率f(.m)增加而升高，质了温度远高于电子温度。出射谱低能部分为细盘从光学到紫外、甚至软X超的热辐射，高能部分为康普顿辐射硬X幂律谱，谱指数随吸积率(.m)和粘滞参数α增加或冕成份因子f减小而变大，幂律谱变得更陡更软，能解释通常高吸积率天体具有弱冕的观测事实。
3.将细盘模型应用到52个窄线赛弗特1星系(NLS1)组成的样本中，发现大部分源是超临界吸积，一半左右的源具有超爱丁顿热辐射，支持了NLS1源可能对应高吸积率、较低质量星系黑洞。用细盘出射谱拟合了LMCX-1、GROJ1655-40、PG和PKS热辐射成份，细盘/双温冕出射谱拟合了GRS、REJ和Akn564多波段高分辨率观测数据，给出了这些源吸积率、粘滞、冕成份等物理参数。
4.在XSPEC中实现了含过渡区的细盘能谱模型。与MCD、光深和温度单一的康普顿辐射谱(Compbb、CompST等)以及相对论标准盘的MCD相比，我们的细盘、细盘/双温冕能谱模型是基于吸积盘和吸积冕整体结构自洽计算出来的，具有更多的物理意义，而且可应用于宽吸积率范围的各类源，包括微类星体、超亮X射线源、窄线赛弗特1星系、类星体等亮源和各谱态时期的黑洞暂现源。
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邻近并合星系中的AGN频度与活动性的研究
在年间，哈勃首次利用目视的方式对星系形态进行分类，但人们随后发现了一些形态非常特殊的星系，不能归为哈勃的标准形态分类，比如一些星系有着长长的潮汐臂，并展示了很多不规则的轮廓，后来Toomre&Toomre的星系并合理论揭示了上述很多星系是由星系间的并合产生的。　　
这样的并合星系在星系形成和演化过程中扮演了一个引入入胜的角色。有些并合星系也可能触发了活动星系核(AGN)现象。此外盘并合星系模型也暗示了并合对星系形态产生了不可逆的改变。在一数类受广泛关注的特殊星系诸如玛卡良星系、红外亮星系、以及类星体的寄主星系中，都能发现并合星系的存在。对远距离星系成像也反映出星系相互作用以及后来的星系并合也是B-O效应(Butcher-Oemler effect)产生的一种机制。　　
由于在星系相互作用及演化中尚缺乏一个完备的星系并合样本，因此基于这个目的，导师在本人的协作下利用斯隆(SDSS)所提供的高质量图像，可以用来研究互相作用星系的形态细节。我们利用计算机来进行图像的拼接合成以提高信噪比，从而使导师很好的证认出了一个邻近的并合星系样本。　　
在得到的完备性并合星系样本的基础上我在导师的帮助下进行了并合星系中AGN频度与活动性的研究。在并合星系与一般性星系的AGN的频度方面我发现以下统计特征：对于赛弗特星系、LINERs星系以及星爆星系的频度在并合星系比一般性星系中的频度提高了两倍。然而对于其活动性，赛弗特星系、LINERs星系的活动性没有被显著增强。　　
对AGN活动性的统计中，基于AGN核的很大部分能量以X射线辐射出的这一预期，我下载XMM-Newton卫星获得的邻近星系X射线数据，经行了AGN活动性的统计研究，得出并合并没有显著地提高赛佛特与LINER星系以及星爆星系的活动性。通过对以Mayer和Hopkins为代表的利用数值模拟对并合星系与星系中心黑洞的形成及核区活动性的研究结果进行分析，得出这些理论预言与我们统计的结果不符，从已有的星系恒星知识来考虑，本文研究结果提示应当考虑超星系风在并合过程中对气体的影响。　　
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