The Cosmic MeV Gamma-ray Background and Hard X-ray Spectra of Active Galactic Nuclei: Implications for the Origin of Hot AGN Coronae
1-10 MeV的河外伽马射线背景辐射的来源仍然未知。虽然活动星系核（AGN）的能量总和可以解释高达几百keV的宇宙X射线背景（CXB），但现有的活动星系核谱模型由于假设电子能量分布为热指数截止，无法解释~1 MeV以上的背景谱。在这里，我们构建了一个新的光谱模型，通过计算康普顿化过程，包括非热电子，这是预期存在于活动星系核热日冕，如果它被加热的磁重联。我们发现，当日冕电子具有非热幂律分量，其总能量仅占热分量的几个百分比，谱指数为d（lnN_e）/d（lnE_e）~-4时，我们的模型可以很好地解释MeV背景谱。虽然在活动星系核附近的光谱中，来自这样一个组成部分的兆电子伏伽马射线通量低于过去观测的探测极限，但它可以被计划中的未来兆电子伏探测器探测到。我们指出，非热分量的数量和它的电子指数是相似的发现电子的磁重联加速在太阳耀斑和地球磁层，给重联假说的起源热AGN日冕的支持。
2007-11-09 astro-ph
INTEGRAL detection of hard X-rays from NGC 6334: Nonthermal emission from colliding winds or an AGN?
本文报道了用国际γ射线天体物理实验室INTEGRAL探测到的恒星形成区NGC 6334的硬X射线辐射。利用INTEGRAL和Chandra ACIS成像仪上的JEM-X监视器和ISGRI成像仪对NGC 6334进行了3-80 keV的成像和光谱分析。用JEM-X拍摄的3-10 keV和10-35 keV图像显示了NGC 6334扩展发射的复杂结构。在20-40 keV和40-80 keV能量范围内探测到的ISGRI源与NGC 6334脊相吻合。20-60 keV的辐射通量为（1.8 ± 0.37）× 10 ~（-11）erg·cm ~（-2）·s ~（-1）。光谱分析的来源揭示了一个硬幂律组件的光子指数约为1。观测到的X射线通量与Chandra ACIS和ASCA GIS对NGC 6334的X射线成像观测外推结果一致。X射线数据与两个非常不同的物理模型相一致。一种可能的情况是，从一个高度吸收，紧凑和硬钱德拉源，是与活动星系核候选射电源NGC 6334 B。另一个可能的模型是来自NGC 6334的非热辐射的扩展钱德拉源，它也可以解释INTEGRAL观测到的硬X射线辐射。在这种情况下，发射的起源是由于大质量早期型恒星的高能外流中的电子加速。早期对NGC 6334的红外观测表明，年轻超新星遗迹的辐射可能性受到未探测到44 Ti线的限制。
2005-12-28 astro-ph
Cosmological Effects of Powerful AGN Outbursts in Galaxy Clusters: Insights from an XMM-Newton Observation of MS0735+7421
我们报告的XMM-牛顿观测MS 0735 + 7421，星系团的主机目前已知的最具活力的活动星系核爆发的分析结果。先前的钱德拉图像显示了两个巨大的X射线空腔（直径约200 kpc），充满了无线电发射，并被弱激波阵面包围。XMM数据与这些发现一致。空穴和激波中的总能量（~6 \times 10 ^{61} erg）足以使冷却流猝灭，并且由于大部分能量沉积在冷却区域（~100 kpc）之外，因此足以将1 Mpc以内的气体加热每个粒子~1/4 keV。集群表现出向上偏离（因子~2）的平均L-T关系。由于空腔膨胀，ICM压缩在明亮的壳层中产生的发射率的提高可能有助于解释我们测量的高光度和高中心气体质量分数。标度的温度和金属丰度的配置文件是在一般协议与那些观察到的松弛集群。此外，我们测量的量与观察到的M-T关系是一致的。我们的结论是，暴力爆发，如在MS 0735 + 7421不会导致戏剧性的瞬间偏离集群标度关系（比L-T关系）。但是，如果它们相对常见，则它们可能在创建全局群集属性时发挥作用。
2007-01-12 astro-ph
INTEGRAL observations of Galaxy Clusters
星系团是宇宙中最大的可见质量集中区，因此是宇宙学和天体物理学的一个基本课题。最近的射电、极紫外和X射线观测表明，星系团包含大量弥散的非热相对论和/或超热粒子。这些粒子可能是由星系团合并激波、活动星系核和/或星系团中的超新星加速产生的。星系团中的非热粒子数模型表明，它们应该产生大量的硬X射线和$γ$光度。非热粒子在星系团动力学中可能扮演的角色是它们作为宇宙学探测器的最大不确定性之一。INTEGRAL首次提供了同时进行中等分辨率成像（~ 12弧分）和高分辨率光谱（DeltaE/E ~ 2 keV@1.3 MeV）的可能性，在硬X射线/软伽马射线波段具有出色的灵敏度。空间分辨率将允许离散的源，如活动星系核，从集团的扩散发射分离。对于附近的集群，发射的空间分布可以确定，并在其他波段的非热粒子种群和观测模型进行比较。光谱能力可以允许单独检测非热群体的不同组分。我们提出了模拟的积分观测附近的星系团，显示其检测不同的现象负责集群发射的能力。
2001-02-21 astro-ph
The cluster-scale AGN outburst in Hydra A
钱德拉对长蛇座A星系团的深层观测揭示了围绕星系团中心活动星系核330兆赫射电瓣的X射线表面亮度的一个特征。这个特征的表面亮度剖面及其与射电瓣的密切联系强烈地表明，它是由扩展的射电瓣驱动的激波阵面。钱德拉的图像还揭示了与射电源相关的其他较小尺度的新结构，包括一个大的空腔和灯丝。激波阵面从星系团中心的活动星系核向外延伸200 - 300千秒差距，其强度沿阵面变化，马赫数在~ 1.2 - 1.4之间。它在离星团中心越远的地方越强，正如预期的那样，由扩大的射电瓣驱动的冲击。简单的模型给出了冲击波阵面的年龄~ 1.4 \times 10 ^8 y，驱动它的总能量~ 10^{61} erg。驱动冲击波的平均机械能与类星体的光度相当，远远超过了调节长蛇座A冷却核心所需的能量。这表明反馈调节冷却芯是低效的，因为大部分能量沉积在冷却芯之外。在这种情况下，集群“预热”的一个重要部分是冷却核心调节的副产品。
2004-08-17 astro-ph
Profile variations in AGN spectra
我们目前的光学长期变化运动（10 - 20年）的两个塞弗特星系NGC 7603和Mrk 110的结果。连续谱的变化，个别宽线强度和它们的线轮廓的详细研究和比较，在NGC 5548和NGC 4593的线轮廓的变化。个别发射谱线的分布各不相同，从线到线，从爆发到爆发，表明一个复杂的和结构化的广泛的发射谱线区域。
1998-10-07 astro-ph
An Energetic AGN Outburst Powered by a Rapidly Spinning Supermassive Black Hole or an Accreting Ultramassive Black Hole
在MS 0735.6 +7421星系团中央星系中，通过吸积来驱动10^62尔格的核爆发，这意味着在过去的1亿年里，其超大质量黑洞（SMBH）的质量增加了约6 × 10^8个太阳。我们将冷气体和恒星形成的上限分别设定为每年小于10^9个太阳质量和小于2个太阳质量。这些限制意味着，在球核中，有相当大一部分的冷气体已经被它的SMBH以每年约3-5个太阳质量的速度消耗掉了，而没有留下任何恒星形成的痕迹。除非黑洞的质量接近10^11太阳质量，否则恒星吸积或邦迪机制很难维持如此高的吸积速率。与其巨大的机械能相比，它在紫外线、碘和X射线波段的微弱核光度与其快速吸积到约5 × 10^9太阳质量的黑洞上的情况不一致。相反，我们认为活动星系核的爆发是由一个快速旋转的黑洞提供动力的。一个最大旋转质量为10^9太阳质量的黑洞包含了足够的旋转能量（约10^62尔格），足以在其整个生命周期中淬灭冷却流，并对在星系团和星系团的热大气中发现的过剩熵做出重大贡献。活动星系核反馈的两种模式可能是在以冷却晕为中心的椭圆星系中淬灭恒星的形成。一种是在富气系统中运行的吸积模式，另一种是在适度吸积率下运行的自旋模式。在MS 0735中，自旋猜想可以通过求助于质量大大超过10^10太阳质量的中心黑洞的邦迪吸积来避免。宿主星系异常大，3.8千秒差距的恒星核心半径（光赤字）可能见证了超大质量黑洞的存在。
2009-03-19 astro-ph
X-ray outbursts from nearby `normal' and active galaxies. A review, new radio observations, and an X-ray search for further tidal disruption flares
在过去的几年里，在几个非活动星系（NGC 5905，RXJ 1242 -11，RXJ 1624 +75，RXJ 1420 +53，RXJ 1331 -32）中观测到了巨振幅的非周期性X射线耀斑。它们都具有相似的性质，即：爆发时的极弱X射线，巨大的峰值亮度（高达~10^{44} erg/s），以及没有塞弗特活动的光学迹象。对于这些不寻常的事件，最受欢迎的解释是恒星被超大质量黑洞潮汐破坏。我们提出了一个审查以前的结果，搜索所有爆发的无线电发射，NVSS数据库的基础上，和专门的无线电观测NGC 5905进行的VLA。这些提供了重要的限制存在的（模糊的）活动核（AGN）在每个耀斑星系的中心。我们严格探索活动星系核的情况下，占不寻常的X射线爆发的光学“正常”的星系，并发现活动星系核相关的模型极不可能。我们的结论是，以前喜欢的情况下-恒星的潮汐破坏的超大质量黑洞在每个爆发的中心-提供了最好的解释X射线观测。最后，我们目前的结果，从我们正在进行的搜索进一步的X射线耀斑的样本约140附近的活动和非活动星系，使用ROSAT数据库。虽然我们没有发现另一个X射线耀斑正常星系在这个样本中-完全符合预测的潮汐中断方案-几个高度可变的活动星系被检测到。它们的变化与潮汐破坏无关，但最好用吸收或吸积盘相关模型来解释。
2001-06-22 astro-ph
Bayesian modelling of the cool core galaxy group NGC 4325
本文利用Chandra和ROSAT观测资料对射电宁静冷核星系群NGC4325（z=0.026）进行了X射线分析。钱德拉数据进行了分析，使用XSPEC解投影，二维光谱映射和参数模型的前向拟合。此外，马尔可夫链蒙特卡罗方法被用来进行联合贝叶斯分析的钱德拉和ROSAT数据。各种分析方法的结果进行了比较，特别是那些通过前向拟合和deprojection。光谱映射揭示了冷气体的存在，从组中心位移高达10千秒差距。钱德拉X射线表面亮度显示，群核心受到高度干扰，并表明在群核心15 kpc范围内存在两个小的X射线空腔。XSPEC解投影分析表明，该群有一个特别陡峭的熵剖面，这表明活动星系核可能即将爆发。与先前活动星系核活动的证据，但目前没有观察到无线电发射，我们认为，该集团在一个预爆发状态，与空腔和位移气体提供了以前的证据，弱活动星系核爆发。
2007-03-01 astro-ph
On the efficiency of particle acceleration by rotating magnetospheres in AGN
为了研究粒子离心加速的效率作为TeV耀变体产生超高$γ$ -射线非热发射的可能机制，我们研究了旋转磁场线对电子的离心加速，在扩展的倾角范围内，并确定了电子通过这个过程可获得的最大洛伦兹因子$γ_{max}$。{Two主要限制机制的粒子加速，逆康普顿散射和崩溃的串珠线近似，检查。粒子可以被离心加速到$γ_{max} \simeq 10^8$，并且$γ_{max}$的主要限制机制是逆康普顿散射。在TeV耀变体中，离心加速粒子的能量足以产生（通过逆康普顿散射）超高能量（高达$20TeV$）的伽马辐射。
2007-03-16 astro-ph
AGN Feedback and Evolution of Radio Sources: Discovery of an X-ray Cluster Associated with z=1 Quasar
本文报道了在高红移（z=1.06）处首次发现的与一个强射电噪类星体（L（bol）~ 1 e47 erg/sec）有关的X射线团。从CSS类星体3C 186中探测到了大约120 kpc的弥散X射线发射。在z（静止）=1.06处的强Fe线发射证实了其热性质。我们发现CSS射电源相对于热团介质是高度超压的~2-3个数量级。这提供了直接的观测证据，表明射电源并不像CSS源的“挫败”情景中所假设的那样受到热限制。相反，射电源可能是年轻的，处于其演化的早期阶段。这个源提供了第一次检测的活动星系核爆发的中心的冷却流集群。强大的射电源被认为是由冷却流触发的。活动星系核活动和间歇性爆发的证据来自于低红移星系团的X射线形态，这些星系团通常不包含类星体。3C 186是一个年轻的活动射电源，它可以为星团提供能量，并可能阻止其冷却。我们讨论了与类星体活动和集群冷却流有关的能量学，以及不断发展的射电源和集群之间可能的反馈。
2005-11-15 astro-ph
Simple models of cooling flows
本文提出了一个团簇冷却流动的半解析模型。该模型假设，情节核活动，然后辐射冷却无质量丢失周期之间的一个相对均匀的，近等温的爆发后状态和一个尖锐的配置，冷却灾难启动下一次核爆发的集群气体。通过对Hydra星系团的Chandra观测数据进行拟合，得到了Hydra A下次爆发前的最小爆发下限为$284\Myr$。密度，温度和排放量的测量配置文件在几个时间之前的冷却灾难。它证明了可以将熵指数$Pρ^{-γ}$小于$σ$的质量$M(σ)$拟合成一个简单的幂律形式，这几乎是不变的集群冷却。我们表明，辐射冷却自动建立这种幂律形式，如果熵指数是恒定的整个集群气体在一些早期的时代或活动星系核活动周期后。为了提高精度，$σ$的中心值随时间线性减小。计算了具有比$T$更冷的气体的限幅样品中的簇的分数，并且示出对于$T=2\keV$是小的。类似地，在这样的样品中，只有1%的团簇包含具有$Pρ^{-γ} < 2\keV\cm^2$的气体。熵产生的冲击被证明是小的。如果在活动星系核爆发期间，有百分之几的星系团气体穿过被加热的气泡，那么从星系团辐射出来的熵就可以被取代。
2002-10-02 astro-ph
The Origin of Diffuse X-ray and $γ$-ray Emission from the Galactic Center Region: Cosmic Ray Particles
我们银河系内部的几百个粒子的特征是大量的同步辐射气体，它们似乎与大量的分子气体共存。在6.4 keV的荧光Fe K-α线发射和银河系中心分子云的分子线发射之间的空间相关性已被解释为反射X射线从过去的爆发的Sgr A*。在这里，我们提出了一个代表性的银河系中心云Sgr C使用钱德拉，VLA和FCRAO的多波长研究。我们注意到Sgr C中的非热射电细丝和X射线特征之间的相关性，这表明两者是相关的。我们占这种分布的相对论粒子的影响，从本地（非热灯丝）和扩展源与扩散中性气体产生的非热韧致辐射X射线连续发射，以及扩散6.4千电子伏线发射。与电子注入云作为列密度的函数的Fe Ka光子的生产率进行了计算。据估计，与同步辐射射电灯丝或扩展特征相关的低能宇宙射线所需的能量密度，对于Sgr C、Sgr B1、Sgr B2和“45和-30 \kms”云，在20和$\sim10^3$ eV cm^-3之间。我们还推广了这一想法来解释弥漫的K α线和TeV辐射从银河系中心的分子云的普遍生产。特别是，我们认为，IC散射的亚毫米辐射尘埃的相对论电子可能会大大有助于大规模的扩散TeV发射观测到的银河系的中心区域。
2006-11-07 astro-ph
Proper Motion of the Compact, Nonthermal Radio Source in the Galactic Center, Sagittarius a*
银河系中心亮红外恒星的自行和径向速度为银河系中心0.05pc处有250万太阳质量的暗物质提供了强有力的证据。对于这种质量的主要假设是一个黑洞。在无线电波段的高角分辨率测量发现了一个紧凑的射电源，人马座（Sgr）A*，它要么是少量低辐射效率的物质吸积到黑洞上产生的微弱辉光，要么是一个微型活动星系核核心喷流系统。我们在本文中提供了一个完整的报告的第一个程序，测量了相对于背景河外参考系的表观自行的Sgr A*。我们目前的结果是：mu_l，*=[-6.18+/-0.19] mas/y和mu_b，*=[-0.65+/-0.17] mas/y。这些观测是在16年内用NRAO甚大天线阵在4.9 GHz上获得的。Sgr A* 的自行提供了一个基于黑洞和周围恒星之间动能均分的质量估计。测量到的运动在银河经度上是最大的。这个运动分量与太阳系绕中心旋转产生的长期视差一致，这是奥尔特常数（A-B）的全球测量，没有Sgr A* 的额外特殊运动。目前奥尔特星系自转常数的不确定性限制了自行分量在质量推断中的应用。在纬度上，我们发现了一个小的，微弱的，特殊的运动Sgr A*，-19 +/-7 km/s后，相对于当地的静止标准的太阳系的运动校正。
1999-06-02 astro-ph
Searching for AGN-driven Shocks in Galaxy Clusters
冲击波和爆炸波预计将被驱动到充满星系群和星系团的星系团内的活动星系核或类星体的强大爆发;冲击波前沿的第一个足迹已经被初步追踪到X射线成像。我们展示了冲击波后爆炸中的超压如何证明这种情况，并提供了核活动的具体标志：它的强度，它的当前阶段，以及它的主要输出的性质。我们建议检测这些标记的目的压力探头构成的解决Sunyaev-Zel'dovich效应。我们计算和讨论的结果，预计在附近和遥远的来源在不同阶段的活动。
2006-07-03 astro-ph
An Observationally Motivated Framework for AGN Heating of Cluster Cores
冷却流问题是一个长期存在的难题，最近受到了相当多的关注，部分原因是在星系团中淬灭冷却流的机制很可能与急剧截断星系光度函数高端的机制相同。最近大多数关于星系团停止冷却的模型都集中在活动星系核的加热上，但实际的加热机制仍然是个谜。在这里，我们提出了一个框架，AGN加热来自钱德拉调查的气体熵分布在集群核心。这组观测结果有力地表明，星系团核心的内部每隔约10^8年就会受到间歇性活动星系核爆发的冲击加热，这种爆发是由约10^45 erg/sec的动能输出驱动的，至少持续10^7年。超过30千秒差距，这些冲击波衰减为声波，释放出浮力气泡，加热核心的外部。在加热事件之间，冷却导致核心向渐近的纯冷却轮廓松弛。在这个渐近分布的密度分布是足够的峰值活动星系核冲击不会导致核心熵反转，使集群核心保留一个强大的铁丰度梯度，观察。
2005-09-07 astro-ph
Chandra Observations of NGC 4636 - An Elliptical Galaxy in Turmoil
钱德拉的影像显示NGC 4636周围的X射线晕中有对称的、8 kpc长的臂状特征。这些特征的前缘是尖锐的，并且伴随着约30%的温度升高。这些性质，以及它们的尺度和对称性，表明臂状结构是由核爆发驱动的冲击产生的。我们将这些观测结果解释为一个循环的一部分，在这个循环中，冷却气体最初为大约3 × 10^{6}年前的核爆发提供了燃料，导致了使冷却气体重新加热的冲击，从而阻止了大量冷却气体在星系中心的积累，并暂时使中心活动星系核挨饿。
2001-08-07 astro-ph
Self-Consistent Particle Acceleration in Active Galactic Nuclei
采用活动星系核（AGN）的非热辐射主要是由于质子加速的假设，我们建立了一个简单的模型，其中的加速和损失的相互作用，可以一起研究的发射光谱的形成。加速过程假定为一阶Fermi型，活动星系核中心区域的质子分布以及注入的电子和光子由空间平均的动力学方程描述。各种相关的过程中占主导地位的三个物种被纳入方程。用于解决这些问题的技术，并提出了几个测试的数值实现。我们还提出了一个样本的时间依赖AGN模型中，光子突然出现的结果，反馈不稳定性和系统的发展到一个稳定的状态，在该系统中，它产生的光子的加速过程是饱和的自洽。该示例结合了约-1.7的X射线幂律指数以及在50至500 keV之间的能量处的断裂。
1994-09-19 astro-ph
AGN feedback and gas mixing in the core of NGC 4636
钱德拉对NGC 4636的观测显示，星系X射线晕中存在扰动，包括臂状的高表面亮度特征（暂时确定为活动星系核驱动的冲击）和星系核心西侧可能存在的空洞。我们提出的钱德拉和XMM光谱图的NGC 4636确认腔的存在，并显示它是有界的臂功能。这些地图还揭示了一个约15 kpc宽的低温，高丰度气体羽流，向银河系西南延伸25-30 kpc。空腔似乎是嵌入在这个羽流，我们解释的结构被夹带气体抽出星系核心在以前的活动星系核活动。羽状物的末端有一个明确的边缘，表面亮度、温度和丰度都有明显下降，表明星系和星系团/星系团气体之间存在边界。这可能是一个证据，除了通过直接加热阻止气体冷却外，活动星系核爆发还可以产生显著的气体混合，扰乱晕的温度结构，并将金属从星系中输送到周围的群内介质中。
2005-03-25 astro-ph
