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低表面亮度星系是宇宙中星系构成的重要部分,但是,低表面亮度星系里的活动星系核一直以来都很少受到关注。本项工作选取了194个有斯隆(SloanDigitalSkySurvey,SDSS)光谱的低表面亮度星系,通过对这些星系光谱的处理分析,包括扣除星光,拟合发射线等。基于得到的光谱参数,根据标准、可靠的窄发射线流量比,对131个有明显发射线的低表面亮度星系的光谱进行分类。
本研究发现活动星系核在低表面亮度星系里的比例是很低的,只有15%的低表面亮度星系有核活动的迹象,这比近邻的高表面亮度星系里的比例(~50%)是要低很多的。本文计算了低表面亮度星系中活动星系核的各子类,包括Seyfert,LINER,compositeal恒星形成星系的比例。同时也比较了低表面亮度星系和高表面亮度星系中相同Hubble形态的活动星系核的比例。其结果是,低表面亮度星系中的活动星系核的比例确实是比相应的高表面亮度星系中的要低很多的,这与之前一些作者的结论是相反的。而低表面亮度星系中的相互作用星系的活动比例则很高(60%)。还研究了低表面亮度星系中活动星系核的性质,发现:低表面亮度活动星系核的窄发射线宽度跟其核球的恒星弥散速度有很好的相关性:低表面亮度活动星系的窄Hα光度跟[NII]的宽度也有很好的相关性;低表面亮度星系中的尘埃消光比起高表面亮度星系中的相对要弱;低表面亮度活动星系窄线区的电子密度相对要低。
本文还发现低表面亮度活动星系的核活动强度是跟[OIII]光度相关的,几乎所有的活动星系的[OIII]光度都是小于107L⊙的,因此,这些活动星系核都是低光度的活动星系核。本文利用黑洞质量和线宽及光度关系估计了三个Seyfertl型低表面亮度星系的中心黑洞质量。并根据计算得到的光度,计算了其爱丁顿光度比,三个黑洞的爱丁顿光度比都在百分之儿的量级。根据在星核分离时得到的恒星速度弥散σ*,发现这三个Seyfertl型低表面亮度星系没有明显的偏离Mbh-σ*关系。有26%的低表面亮度活动星系是被射电巡天探测到的,但是射电流量都很低,其中20%可以认为是射电噪的。
本文还发现活动星系核的比例跟其寄主星系核球的恒星速度弥散和星系的物理尺寸是相关的,猜测低表面亮度星系相对于高表面亮度星系极有可能具有统计上更小的核球速度弥散,因此表现出较低的活动星系核比例。考虑到σ*与Mbh之间的紧密关系,这意味着较大的Mbh更容易产生活动星系核,这很有可能是低表面亮度星系中活动星系核比例偏低的根本原因。由于低表面亮度星系中低的恒星形成率,直接导致了低表面亮度星系的核球总体上比高表面亮度星系的要小。这些结果说明了大部分低表面亮度星系是低演化的系统,没有经历过复杂的并合和相互作用过程,还代表着早期原初的形态,因此,对低表面亮度星系里的活动核及黑洞性质的研究,对了解宇宙中星系的形成以演化历程是相当有意义的。