射電類星體寬線區光度與吸積盤的關系

王孝民，趙志偉

1保山學院理工學院；2昭通市鹽津二中

射電類星體寬線區光度與吸積盤的關系

王孝民1，趙志偉2

1保山學院理工學院；2昭通市鹽津二中

吸積盤是現在高能天體物理中的熱點課題，涉及到了天體物理中最基本的問題。本文利用公開發表的文獻中收集到的124個射電類星體（包括55個陡譜射電類星體天體和69個平譜射電類星體天體）的基本數據，特別是黑洞質量和寬線區的相關數據，研究了射電類星體寬線區光度與黑洞吸積盤的吸積率之間的相關性。發現陡譜射電類星體天體和平譜射電類星體天體的寬線區光度與吸積率之間都有很強的相關性，表明兩類射電類星體的寬線區輻射的光度可能是由于吸積盤輻射所產生的。

光度；黑洞質量；類星體；吸積率；相關

保山學院科研基金（10B010K）資助項目

類星體是典型的活動星系核，由光度最大的活動星系核組成。其中射電噪類星體又分為平譜和陡譜兩類。一般認為α2GHz-8GHz＞0.5的類星體為陡譜類星體。與此同時，黑洞-吸積模型是活動星系核的標準模型，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制以及相互影響做一個研究。文中采用的宇宙參數H0=70km·s-1·Mpc-1及ΩM=0.3.Ωλ=0.7。

一、最大光度與吸積率的關系

現在我們來討論一下黑洞輻射的能量轉換效率。設一個質量為m的離子，從遠方下落到質量為M的黑洞的史瓦西半徑Rs=2gGMc2附近時，所能輻射的最大能量等于轉化的引力勢能，即

由此可以知道，能夠轉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

實際上的轉化率并沒有這么大。因為如果粒子是直線落下來的，則大部分能量將被黑洞吸收，能發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%的靜能轉化為輻射能。計算表明，為了使射電星系產生觀測到的光度，要求黑洞的質量至少要達到107MΘ。[1]

二、愛丁頓光度

愛丁頓光度是吸積天體所能達到的最大光度。愛丁頓光度通常可以表示為[2]

將（3）和（4）兩式聯立可以求得吸積率為：

吸積率的單位是g/s.

三、數據樣本[2]

本數據樣本是由55個陡譜射電類星體和69個平譜射電類星體組成的，該表給出了124個射電類星體的相關數據。表中的寬線區光度及黑洞質量的計算都相應的采用的發射線是：

CIV，MgII，Hβ。

四、相關性分析

運用式（5）對吸積率取對數后有：

式中的c=3×108m/s。將寬線區光度與吸積率的對數做相關性分析后有下圖所示情況，圖中的logm`表示吸積率取對數，LBLR表示寬線區光度。

五、結論

對寬線區光度和吸積率做相關性分析，發現二者有較強的相關性。

圖1給出了平譜射電類星體寬線區光度與吸積率對數的相關性關系，相關系數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光度與吸積率對數的相關性關系，相關系數r=0.70352，置信概率p＜0.0001，log m˙=23.86272+1.75178 log LBLR。這就說明了無論是平譜射電類星體還是陡譜射電類星體，它們的寬限區光度與吸積率都存在一定相關性，也說明的射電類星體寬線區光度與吸積盤輻射之間存在著密切的聯系，射電類星體寬線區輻射光度可能是由于吸積盤輻射所產生的。

[1]向守平.天體物理概論[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2008.11P225

[2]王孝民.射電類星體的近紅外輻射和寬線區輻射的關系[J].昆明：云南師范大學學報，2007

王孝民，男，保山學院教師，從事活動星系核研究。

王孝民，保山學院教師，從事活動星系核研究。