摘 要：活動(dòng)星系核是中心區(qū)域有大量輻射的一類(lèi)特殊天體。針對(duì)活動(dòng)星系核的能量來(lái)源提出了黑洞-吸積盤(pán)模型，黑洞-吸積盤(pán)模型是當(dāng)前最流行的假說(shuō)，認(rèn)為活動(dòng)星系核中心是一個(gè)大質(zhì)量黑洞，外層依次為寬線區(qū)，塵埃層，窄線區(qū)。針對(duì)活動(dòng)星系核的多樣性提出統(tǒng)一模型，認(rèn)為各種活動(dòng)星系核本質(zhì)上是一樣的，只是由于視角的不同，才表現(xiàn)出區(qū)別。許多類(lèi)星體光學(xué)/紫外連續(xù)譜存在一個(gè)大藍(lán)包，一般認(rèn)為大藍(lán)包來(lái)自于吸積盤(pán)的熱輻射，由吸積盤(pán)的物理狀態(tài)所決定。因此，觀測(cè)到的類(lèi)星體連續(xù)譜反映了吸積盤(pán)的性質(zhì)。

關(guān)鍵詞：活動(dòng)星系核；黑洞質(zhì)量；吸積盤(pán)；吸積率

1 標(biāo)準(zhǔn)薄盤(pán)模型

所謂標(biāo)準(zhǔn)薄盤(pán)是指由Shakura Sunyaev[1]，Novikov Thorne[2]，Lynden-Bell Pringle[3]提出并發(fā)展起來(lái)的吸積盤(pán)理論。這種吸積盤(pán)在解釋觀測(cè)資料方面取得巨大成功，被尊為“標(biāo)準(zhǔn)”盤(pán)。由于假定了局域熱平衡，徑向結(jié)構(gòu)和垂直向結(jié)構(gòu)實(shí)際上是分別處理的。盤(pán)的徑向結(jié)構(gòu)由連續(xù)性方程和角動(dòng)量方程決定。要得到盤(pán)的垂直向結(jié)構(gòu)，可以利用垂直向的流體靜力學(xué)平衡方程和能量傳輸方程。分析表明，描述一個(gè)幾何薄盤(pán)的方程為

由于吸積盤(pán)是光學(xué)厚的，出射輻射近似為黑體輻射。因此，輻射流為

令 ，由上式可得

的譜常稱為吸積盤(pán)的特征譜。

2 光學(xué)-紫外譜擬合黑洞質(zhì)量

2.1 擬合吸積盤(pán)的光譜（標(biāo)準(zhǔn)薄盤(pán)模型）

由于類(lèi)星體的紫外-光學(xué)譜彌散很大，擬合并不是針對(duì)合成的連續(xù)譜，而是針對(duì)每個(gè)具體的類(lèi)星體的大藍(lán)包。利用參數(shù)的變化來(lái)擬合黑洞質(zhì)量，（1）分別改變參數(shù)黑洞質(zhì)量和視線與盤(pán)的法線的交角，cosi=0.1，0.25，0.5，0.75，1；黑洞質(zhì)量分別為M=M109M⊙；我們可以得到，吸積率和黑洞質(zhì)量不變，隨著角度的減小，流量在增大。（2）分別改變參數(shù)吸積率和視線與盤(pán)的法線的交角，黑洞質(zhì)量M=108M⊙，吸積率分別為M=M⊙，M=10-1M⊙；cosi=0.1，0.25，0.5，0.75，1，我們可以得到，隨著角度的減小，流量在增大。（3）吸積率M=10M⊙，cosi=1，黑洞質(zhì)量分別為M=109M⊙，M=108M⊙，M=107M⊙，M=106M⊙；我們可以得到，在logv≤13.5，隨著黑洞質(zhì)量的減小，流量在減??；在logv≥14.5，隨著黑洞質(zhì)量的減小，流量在增大。（4）M=108M⊙，cosi=1，黑洞質(zhì)量分別為M=10M⊙，M=M⊙，M=10-1M⊙，M=10-2M⊙；我們可以得到，在同一頻率下，隨著吸積率的降低，流量在減小。

2.2 對(duì)大藍(lán)包的擬合結(jié)果

對(duì)八個(gè)類(lèi)星體的大藍(lán)包的擬合圖如下：橫軸為logv，縱軸為logFv。八個(gè)類(lèi)星體分別為0237-233；0844+349；0742+318；1004+130；0955+326；0958+551；1100+772；1115+080。以下圖1就是對(duì)八個(gè)類(lèi)星體的大藍(lán)包擬合結(jié)果。

應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)薄盤(pán)模型研究類(lèi)星體和活動(dòng)星系核的大藍(lán)包，在大多數(shù)情況下，模型光譜能夠較好地?cái)M合觀測(cè)光譜。

3 討論

大部分類(lèi)星體（AGN）中心黑洞質(zhì)量的測(cè)定是由間接方法得到的，例如，由MBH～σbu1ge相關(guān)。這帶來(lái)一定的不確定性。除了方法本身的誤差外，還有兩個(gè)重要的原因。首先，我們現(xiàn)在還不清楚，這些相關(guān)是否對(duì)所有類(lèi)型的活動(dòng)星系核都一樣。另外，目前的許多方法是有小紅移樣本得到的，它們能否推廣到大紅移活動(dòng)星系核？有人現(xiàn)已得到一批活動(dòng)星系核中心黑洞的質(zhì)量。結(jié)果表明，Seyfert星系的黑洞質(zhì)量在107～108M⊙；類(lèi)星體的黑洞質(zhì)量在108～109M⊙。本文利用光學(xué)-紫外譜擬合活動(dòng)星系核中心黑洞的質(zhì)量，得到的結(jié)果大概在106M⊙，與別人利用別的方法得到的活動(dòng)星系核中心黑洞的質(zhì)量有差異，但是活動(dòng)星系核中心黑洞的質(zhì)量的范圍是106～109M⊙。而我們所得到得結(jié)果正好在這個(gè)范圍內(nèi)。得到的結(jié)果為黑洞質(zhì)量的下限，在擬合過(guò)程中可能與參數(shù)的調(diào)節(jié)有很大關(guān)系。我們給出利用reverberation mapping方法得到的黑洞質(zhì)量，如下：

把以上兩個(gè)表進(jìn)行比較，可以看出，本文用光學(xué)-紫外譜擬合活動(dòng)星系核中心黑洞的質(zhì)量的方法，得到的黑洞質(zhì)量偏小，可能因?yàn)閿M合時(shí)調(diào)整的參數(shù)比較多，帶來(lái)了很大誤差。但是總體來(lái)說(shuō)，擬合的效果很好，只是得到的結(jié)果誤差可能比較大，所以這個(gè)方法的缺點(diǎn)就是參數(shù)太多，導(dǎo)致結(jié)果的不確定性。

[參考文獻(xiàn)]

[1]Shakura N I，Sunyaev R A.Black holes in binary systems. Observational appearance.1973，AA，24：337.

[2]Novikov I D，Thorne K S.，1973，p.343.

[3]Lynden-Bell D，Pringle J E.The evolution of viscous discs and the origin of the nebular variables.1974，MNRAS，168：603.

作者簡(jiǎn)介：董宏偉（1983-），男，助教，山西柳林人，主要從事理論物理研究。