一小部分类星体呈现出宽吸收线,由外流气体产生,典型速度为3000 - 10,000 km/s。如果流出的气体充满了它所处的体积的很大一部分,那么由于其密度低,它将被类星体高度电离,并且不会产生所观察到的紫外线吸收。最近的观测排除了外流被电离辐射屏蔽的建议。剩余的溶液是具有填充因子$f<10^{-3}$的致密流出物。是什么产生了这么小的$f$?在这里,我们指出,辐射压力约束(RPC)不可避免地导致气体压缩和形成致密的薄气片/细丝,沿视线的密度和电离的大梯度。电离无尘气体的总柱数是$10^{22}$ cm $^{-2}$的几倍,与观测到的X射线吸收和可探测到的P V吸收一致。预测的各种离子的最大柱显示出对系统参数的小的依赖性,并且可以用于测试RPC作为过电离问题的解决方案的有效性。外流的电离结构意味着,如果外流是辐射驱动的,那么宽吸收线类星体应该有$L/L_{\rm Edd} \gtrsim 0.1$。
英文摘要:
A fraction of quasars present broad absorption lines, produced by outflowing gas with typical velocities of 3000 - 10,000 km/s. If the outflowing gas fills a significant fraction of the volume where it resides, then it will be highly ionized by the quasar due to its low density, and will not produce the observed UV absorption. The suggestion that the outflow is shielded from the ionizing radiation was excluded by recent observations. The remaining solution is a dense outflow with a filling factor $f<10^{-3}$. What produces such a small $f$? Here we point out that radiation pressure confinement (RPC) inevitably leads to gas compression and the formation of dense thin gas sheets/filaments, with a large gradient in density and ionization along the line of sight. The total column of ionized dustless gas is a few times $10^{22}$ cm$^{-2}$, consistent with the observed X-ray absorption and detectable P V absorption. The predicted maximal columns of various ions show a small dependence on the system parameters, and can be used to test the validity of RPC as a solution for the overionization problem. The ionization structure of the outflow implies that if the outflow is radiatively driven, then broad absorption line quasars should have $L/L_{\rm Edd} \gtrsim 0.1$.
Physical Conditions in the Low-Ionization Component of Starburst Outflows: The Shape of Near-Ultraviolet and Optical Absorption-Line Troughs in Keck Spectra of ULIRGs
我们分析的物理条件,在低电离成分的星爆外流(在X射线中观察到的高电离风流体相比),基于新的凯克/LRIS光谱的部分解决吸收槽在近紫外和光学光谱的超铝红外Galerkin。大的速度宽度和蓝移存在于七,原子跃迁表明流出的气体内的宏观速度梯度。这些数据中的\mgII 2796、2803(和\feII 2587、2600)双峰线比重度混合的\nad 5892、98双峰线更好地约束气体运动学。\mgII 2796吸收槽的形状与2803 μ m处通常较弱的跃迁的形状相同,这要求两个跃迁在所有流出速度下都具有光学厚度。因此,在每一个速度下流出物所覆盖的银河系连续统的分数决定了这些吸收槽的形状。我们认为,速度偏移的最深的部分的槽,低电离气体的覆盖因子是接近统一的,反映了速度的外壳扫,星际气体在井喷的时候。在一个球形流出,我们表明,该壳的碎片膨胀缓慢相对于几何稀释,低电离气体的覆盖率随半径的增加而减小。因此,我们测量的覆盖因子随速度的增加而减少,可以解释为低电离外流加速的证据。我们还测量了四种气体的C_f(v),给出了流出气体密度的上限为3000 cm ~ 3,并讨论了质量流出速率的下限。
GBT Detection of Polarization-dependent HI Absorption and HI Outflows in Local ULIRGs and Quasars
本文介绍了用罗伯特C。伯德格林班克望远镜(GBT)这些残骸是从类星体/ULIRG演化研究(QUEST)的超亮红外星系(ULIRG; L $_{8-1000 μm} > 10^{12}$ L $_\odot$)和类星体样本中选择的;我们的目标都是由活动星系核(AGN)控制的,并且是建议的ULIRG到类星体演化序列的后期阶段的样本。我们发现HI吸收(发射)的流行率是100%(29%)在ULIRG与HI检测,100%(88%)在FIR强类星体,和63%(100%)在FIR弱类星体。吸收功能与强大的中性外流,从主要驱动的恒星形成ULIRGs被驱动的类星体的活动星系核。在某些情况下,这些流出物的速度超过1500 km s $^{-1}$。出乎意料的是,我们在57%的光谱中发现了偏振相关的HI吸收(分别为88%和63%的FIR强和FIR弱类星体)。我们将这一结果归因于前景HI云对这些源的偏振连续辐射的吸收。在显示偏振光谱的类星体中,约有60%是射电强的,远高于在活动星系核中观测到的$\sim$ 10%。这种差异表明,射电喷流在塑造这些星系的环境方面起着重要作用。这些系统可能代表了一个过渡阶段,在丰富的气体合并到“成熟”的射电星系的演变。
Integral Field Spectroscopy of AGN Absorption Outflows: Mrk 509 and IRAS F04250-5718
紫外线吸收谱线提供了丰富的光谱信息,使探测活动星系核外流的物理条件成为可能,但外流半径(以及由此产生的能量)只能间接确定。在本文中,我们提出了第一个直接测试这些测定使用积分场单元(IFU)光谱。我们已经进行了双子座IFU映射的电离气体星云周围的两个活动星系核,其流出半径已被约束的紫外吸收线分析。在Mrk 509中,我们发现了一个半径为1.2 kpc,速度为$\sim290$ km s $^{-1}$的准球形外流,而IRAS F04250 $-$ 5718则驱动着一个扩展到2.9 kpc的双锥形外流,速度为$\sim580$ km s $^{-1}$,张角为$\sim70^{\circ}$。导出的质量流率分别为$\sim5$和$>1$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$,两者的动力学光度均为$\gtrsim1\times10^{41}$ erg s $^{-1}$。采用IFU中测量的流出半径和几何参数,吸收线分析将产生与上述结果一致的质量流率和动力学光度,其系数为$\sim2$。我们的结论是,空间位置,运动学和能量揭示了这个IFU的发射线研究是一致的与预先存在的紫外线吸收线分析,提供了一个期待已久的直接确认后者作为一种有效的方法来表征流出属性。
Absorption-line Environments of High-redshift BOSS Quasars
大质量星系演化的早期阶段通常涉及由星暴或中央类星体驱动的外流加上冷模吸积(下落),这增加了星系中的质量积聚。为了研究类星体环境中这些流入和流出的性质,我们使用SDSS-BOSS DR 12的光谱数据研究了正和负速度变化下的窄吸收线(NALS)与其他类星体属性的相关性,例如它们的宽吸收线(BAL)流出和射电响度。我们的研究结果表明,关联吸收线(AALs)和流出AALs的发生率与BALs强烈相关,这表明大多数AALs形成类星体驱动的流出。多个AAL也与BALs密切相关,这表明类星体的外流往往是高度结构化的,并且可以沿着我们的视线产生具有不同速度变化的多种气体成分。在有BALs的类星体中,入射的AAL比没有BALs的类星体更少出现。这表明BAL外流在宿主星系中起着大规模的作用,并抑制了IGM气体的流入,支持了类星体外流在向宿主星系反馈中起着重要作用的理论模型。尽管有更大的距离,入流AAL比流出AAL更高度电离,这可以归因于较低的密度在入流吸收。
VLT/UVES Observation of the Outflow in Quasar SDSS J1439-0106
我们分析了类星体SDSS J143907.5-010616.7的VLT/UVES光谱,从UVES光谱类星体吸收数据库中检索。我们确定了两个流出系统的光谱:一个迷你宽吸收线(迷你BAL)系统和窄吸收线(NAL)系统。我们测量了具有Fe II的激发态吸收槽的mini-BAL($v=-1550$ km s $^{-1}$)流出物的离子柱密度。我们根据Fe II的激发态和基态丰度的比值确定了电子数密度$\log{n_e}=3.4^{+0.1}_{-0.1}$,并发现外流的动力学光度是类星体爱丁顿光度的$\lesssim 0.1 \%$,这使得它不足以对活动星系核的反馈做出贡献.
HST/COS Observations of Quasar Outflows in the 500 -- 1050 Å Rest Frame: IV. The Largest Broad Absorption Line Acceleration
本文分析了类星体SDSS J1042+1646的一个外流系统中出现的宽吸收线(BAL)速度漂移。哈勃太空望远镜/宇宙起源光谱仪在2011年和2017年在500 - 1050 $Å$静止框架中进行了观测。在3.2年的静止帧时间内,外流的速度中心移动了1550 km s $\sim$,从19,500 km s $^{-1}$移动到21,050 km s $^{-1}$。速度漂移特征在来自Ne VIII $λλ$ 770.41、780.32双重峰的吸收特征中最为明显,并且得到来自OV $λ$ 629.73和Mg X $λλ$ 609.79、624.94双重峰的吸收槽的支持。这是第一次观察到类星体流出速度的变化,在槽从一个以上的离子,并在不同的槽从一个双重跃迁(Ne VIII)。我们将速度变化归因于现有外流的加速,因为我们能够排除光电离变化和物质进出视线的运动作为替代解释。这导致在类星体静止框架中的平均加速度为480 km s $^{-1}$ yr $^{-1}$(1.52 cm s $^{-2}$)。加速度和绝对速度变化都是迄今为止报道的类星体外流中最大的。根据O V* 多重峰的吸收谷,我们推导出流出($R$)到中心源的距离范围,为0.05 pc $<$ $R$ $<$ 54.3 pc.这种外流与类星体PG 1211+143中检测到的快速X射线外流有相似之处。我们使用加速度和速度变化来约…
Constraining FeLoBAL outflows from absorption line variability
FeLoBALs是一类罕见的类星体流出物,具有低电离宽吸收线(BALs),大柱密度和潜在的大动能,这对星系演化的"反馈"可能很重要。为了探索这些外流的物理特性,我们进行了多历元,吸收线的变化研究12 FeLoBAL类星体跨越红移范围在0.7和1.9之间的休息帧时间尺度约10天至7.6年。我们检测吸收线的变异性大于8西格玛的信心,在我们的样本中的12个来源的3个超过0.6至7.6年的时间尺度。可变波长间隔与基态和激发态Fe II多重峰,Mg II 2796,2803双重峰,Mg I 2852,和激发态Ni II多重峰。观察到的变化以及吸收线饱和的证据有利于气体在视线(LOS)的横向运动作为首选方案,并允许我们限制流出距离从超大质量黑洞(SMBH)小于69,7和60 pc为我们的三个变量源。结合其他研究,这些结果表明,FeLoBAL类星体中的外流气体存在于一系列尺度上,包括距离中心源数十秒差距内的物质。
The AURORA Survey: Tracing Galactic Outflows at $z\gtrsim2.5$ with JWST/NIRSpec NUV Absorption Lines
University of California, Los Angeles(加州大学洛杉矶分校);University of Kentucky(肯塔基大学);University of California, Riverside(加州大学河滨分校);University of Edinburgh(爱丁堡大学);University College London(伦敦大学学院);University of California Davis(加州大学戴维斯分校);Rochester Institute of Technology(罗切斯特理工学院);University of Florida(佛罗里达大学);University of Geneva(日内瓦大学)
The z=0.54 LoBAL Quasar SDSS J085053.12+445122.5: II. The Nature of Partial Covering in the Broad-Absorption-Line Outflow
20年来,人们已经知道宽吸收线类星体中的吸收气体并不完全覆盖连续辐射区,必须考虑部分覆盖才能精确测量流出气体的柱密度。然而,部分覆盖本身的性质并不清楚。将Leighly等人2018年报告的SDSS J0850+4451的HST COS UV光谱的SimBAL光谱合成模型外推到非同时静止框架光学和近红外光谱,表明覆盖分数具有波长依赖性,并且在UV中是光学和近红外波段的2.5倍。覆盖率的差异可以解释,如果流出物是小的,无论是结构化或集群相对于紫外线连续发射区域的投影尺寸的团块,并具有更扩散的分布在尺寸尺度上可比的近红外连续发射区域的大小。在较大的物理面积上的较低的覆盖分数导致测量的总柱密度与仅UV的解决方案相比降低了1.6倍。这个实验表明,我们可以比较静止坐标系的紫外和近红外吸收线,特别是HeI*10830,以限制宽吸收线类星体中吸收气体的均匀性。
Mapping a Quasar Outflow from Parsec to Kiloparsec Scales: A Combined HST Absorption and VLT Emission Investigation
Virginia Tech(弗吉尼亚理工大学);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);Università di Pisa(比萨大学);INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste(意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台);Università degli Studi di Milano-Bicocca(米兰比可卡大学)