星系中心超大质量黑洞-探测方法及统计性质陆由俊(luyj@nao.cas.cn)中国科学院国家天文台2012年11月1日@中国科学技术大学11/1/12大质量黑洞1摘要······黑洞的概念及理论基础天文背景下的黑洞类星体与大质量黑洞正常近邻星系中的黑洞质量测量活动星系核中黑洞质量的测量黑洞质量与寄主星系性质之间关系的物理背景·黑洞研究展望11/1/12大质量黑洞2黑洞概念:逃逸速度·摆脱一引力场的引速度>Vesc力束缚所需的最低初始速率速度3倍太阳质量黑洞!·银河系中大约十几个黑洞通过这种方式被发现(>poftheiceberg)11/1/12大质量黑洞11黑洞候选者伴星的速度和轨道黑洞的质量11/1/12大质量黑洞12类星体与大质量黑洞·谈到大质量黑洞就不得不谈类星体、其发现历史及其能源机制!11/1/12大质量黑洞13类星体的发现历史1963年MaartenSchmidt等证认出它们实际上是红移了的氢、氧和其他元素的发射线Greenstein&Mathews1963,Nature同一期,for3C48,z=0.3711/1/12大质量黑洞14类星体的发现历史·射电点源(类似于恒星的光学对应体)被叫做“Quasi-StellarRadioSources‐”;华裔天文学家邱宏义(H.-Y.Chiu‐)将其缩写为“Quasars”(1964),1970年被ApJ接受;·Sandage(1965)等证认了很多紫外过剩类似于Quasars的光学天体,但它们的射电较弱。Sandage把此类天体叫做“bluestellarobjects”(BSOs);稍后该类天体被叫做“quasi-stellarobjects‐”(QSOs)。在文献中有时并不严格区分这两类天体11/1/12大质量黑洞15类星体巡天XMMX-raysurvey2dF大样本类星体的观测和统计是理解类星体的本质必经之路。SDSS··单个类星体代表着核活动性长期演化的一个特别时刻。一个大类星体样本应该包含了处于演化过程中各个不同时刻的个体,因而可以帮助提取类星体的形成和演化信息。≥r8107Msun⎜L1046erg/s⎟⎠能量产生机制基本问题:能量是如何产生的?·~1042-10‐48erg/s(109-10‐15太阳光度)场星系的典型光度:~1044erg/s·小尺度(短周期光变):~cδt(太阳系尺度)大质量黑洞的吸积·质量:Fgrav≥Frad11/1/12GMmp2M≥eL4cr2eL4Gcmp大质量黑洞⎛⎝⎞Eddingtonlimit17⋅活动星系核中的大质量黑洞·质能转换效率:LMc2,M≈0.2L46Msun/yrUGMmrL≈dUdtGMdmrdtGMMr,GMcrGMc2)–Schwarzschild黑洞和Kerr0.057,0.31(...