Radio WISSH: tuning on the most luminous quasars in the Universe
WISSH项目利用高分辨率VLA观测，系统研究高红移超明亮类星体的射电性质，旨在证认年轻射电源、探索射电二分法演化及量化风与外流的取向效应。
2023-07-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Quasar Mass-Luminosity Plane I: A Sub-Eddington Limit for Quasars
我们使用斯隆数字巡天数据Release 5样本中的62185个类星体来探索黑洞质量和光度之间的关系。根据Hβ、Mg II和CIV谱线的宽度以及相邻的连续谱线的亮度，利用标准的维里质量估算标度律，估算了黑洞的质量。我们发现，在0.2 < z < 4.0的范围内，最明亮的低质量类星体处于其爱丁顿光度，但在每个红移区间内最明亮的高质量类星体都没有达到其爱丁顿光度，在0.2 < z < 0.6时，这种差距达到10个或更多。我们研究了测量不确定性或偏差的几个潜在来源，并表明它们都不能解释这种影响。我们还表明，维里质量估计的统计不确定性有一个上限~0.15德克斯，小于0.4德克斯以前报道。我们还研究了每个红移区间中质量最高的类星体，以了解更多关于即将停止发光吸积的类星体的信息。我们的结论是，类星体的质量-光度轨迹包含了一些新的难题，必须从理论上加以解释。
2010-11-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
X-Ray Evidence Against the Hypothesis that the Hyper-Luminous z=6.3 Quasar J0100+2802 is Lensed
$z=6.327$类星体SDSS J010013.02+280225.8（以下简称J 0100 +2802）被认为是由一个质量比$10^{10}\ {\rm M}_\odot$更大的黑洞提供动力，使其成为宇宙最初10亿年中已知质量最大的黑洞。然而，最近的高分辨率ALMA成像显示，在这个类星体的位置有四个结构，这可能意味着它被放大了$μ\sim450$，因此它的黑洞的质量明显较小。此外，对于$z\gtrsim6$类星体放大率的潜在分布产生这样一个极端值，理论模型预测，在这个时代应该有更多的类星体被透镜化，这意味着对早期黑洞质量的进一步高估。为了对J 0100 +2802被透镜化的可能性提供一个独立的约束，我们重新分析了类星体的档案XMM-牛顿观测，并比较了X射线光度与静止帧紫外和红外光度的预期比值。对于这两种情况，J 0100 +2802的X射线通量与无透镜的情况一致;虽然这可以用J 0100 +2802是X射线微弱来解释，但我们发现它不具有X射线微弱类星体所期望的X射线或光谱特征。最后，我们比较了已知的，典型的$z\gtrsim6$类星体的X射线通量的总体分布。当采用产生$μ=450$类星体所需的放大概率分布时，我们发现观测到的和预测的X射线-UV通量比之间存在$3σ$张力。
2021-11-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion and Obscuration in Merger-Dominated Luminous Red Quasars
基于Chandra观测分析F2M巡天中10个红色类星体，发现并合主导的源具有高柱密度和高爱丁顿比率，满足辐射反馈吹散遮挡物质的条件，支持类星体与星系共同演化的图景。
2024-01-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Black Hole Mass Estimates and Rapid Growth of Supermassive Black Holes in Luminous $z \sim$ 3.5 Quasars
利用Palomar Hale 200英寸望远镜和大双筒望远镜对32个含$3.2<z<3.9$的发光类星体的H $β \lambda4861$和Mg II $\lambda2798$谱线进行了新的近红外观测。我们发现MgII半峰全宽（FWHM）与H $β$ FWHM有很好的相关性，证实了它在黑洞质量估计中是H $β$ FWHM的一个很好的替代品。5100 nm处的连续发光度与3000 nm处的连续发光度以及宽发射线发光度（H $β$和MgII）相关。通过对H $β$和Mg II谱线同时进行近红外光谱分析，排除了通量变化的影响，我们能够评估基于Mg II谱线估算高红移类星体黑洞质量的可靠性。利用基于H $β$线的可靠的黑洞质量和爱丁顿比估计，我们发现我们样本中的$z\sim3.5$类星体具有黑洞质量$1.90\times10^{9} M_{\odot} \lesssim M_{\rm BH} \lesssim 1.37\times10^{10} M_{\odot}$，中值为$\sim 5.14\times10^{9} M_{\odot}$，并且以0.30和3.05之间的爱丁顿比吸积，中值为$\sim1.12$。假设占空比为1，种子黑洞质量为$10^{4} M_{\odot}$，我们表明，在这个样本中的$z\sim3.5$类星体可以增长到其估计的黑洞质量在宇宙的年龄在其红移。
2014-12-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
The dependence of the fraction of radio luminous quasars on redshift and its theoretical implications
虽然类星体中的射电辐射可以由各种过程（包括恒星形成区、吸积盘日冕和风和喷流）贡献，但射电最强的类星体的动力必须涉及非常强的喷流，推测是由结合磁制动盘（MAD）的布兰德福德-兹纳杰克机制发射的。我们专注于后者，并调查其分数的红移的依赖性。我们还研究了射电大声部分（RLF）对BH质量（$M_{\rm BH}$）和爱丁顿比（$λ_{\rm Edd}$）的依赖性，同时通过缩小其范围来排除红移偏差。在这两项研究中，我们消除了与以下方面相关的偏差：（1）通过构建两个定义明确的均匀类星体样本（第一个在$0.7 \leq z < 1.9$内，第二个在$0.5 \leq z < 0.7$内）来选择源的多样性;（2）通过选择BH质量大于$10^{8.5} M_{\odot}$的类星体，使BH质量较小的类星体的RLF大幅下降。我们证实了以前的一些结果，表明无线电响亮的类星体的比例与宇宙时间的增加，这种趋势可以更陡峭，如果我们考虑到的RLF对BH质量的依赖而引入的偏差的RLF对爱丁顿比的依赖被证明是可以忽略不计的偏差。假设类星体活动是由星系合并引发的，我们认为这种增加可能是由于混合合并比湿合并的宇宙时间下降得更慢。
2021-09-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
X-ray Observations of Luminous Dusty Quasars at z > 2
我们提出了新的X射线观测明亮的重尘埃红化类星体（HRQs）从红外巡天。HRQs似乎是一个占主导地位的人口在高红移和最高的光度，并可能与过渡的“井喷”阶段的黑洞和星系的共同演化模型。尽管如此，它们的高能特性却鲜为人知。我们使用的整体样本的$10$对象与XMM牛顿覆盖研究HRQ在$\left< L_{\rm bol} \right> = 10^{47.5}$ erg/s和$\left< z \right>= 2.5$的高能量特性。对于七个具有强X射线探测的源，我们进行光谱分析。这些发现的X射线亮度中值为$\left< L_{\rm 2-10\,keV} \right> = 10^{45.1}$ erg/s，与已知最强大的X射线类星体相当。气柱密度为$N_{\rm H}=(1$ - $8)\times 10^{22}$ cm $^{-2}$，与观测到的尘埃消光量一致。尘埃与气体的比例是亚银河系的，但高于当地AGN。HRQs的本征X射线光度比中红外（$L_{\rm 6μm}$）和热光度（$L_{\rm bol}$）弱，与其他发光类星体样品的发现一致。例如，X射线到热辐射测量的校正范围为$κ_{\rm bol}\approx 50$ - $3000$。中等的吸收水平和吸积率接近爱丁顿极限（$\left< λ_{\rm Edd} \right>=1.06$）与类星体爆发相一致。事实上，我们发现…
2020-04-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Deep Chandra X-ray Survey of a Luminous Quasar Sample at $z\sim$ 7
本研究通过 Chandra 观测分析 z≈7 类星体的 X 射线特性，发现其光谱斜率与 C IV 蓝移存在潜在相关性，并揭示高吸积率驱动 X 射线光子指数，但未发现类星体光度与恒星形成光度的显著相关性。
2025-12-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Exploratory X-ray Monitoring of Luminous Radio-Quiet Quasars at High Redshift: No Evidence for Evolution in X-ray Variability
我们报告了对七个射电宁静类星体（RQQs）的X射线监测项目的第二部分。新的{ \sl钱德拉}观测其中四个，在$4.10\leq z\leq4.35$，产生总共六个X射线时代，每个源，与$\sim850-1600$天的时间基线在休息帧。这些数据提供了最好的X射线光变曲线RQQs在$z>4$，迄今为止，使定性调查的X射线变异性行为的这种来源的第一次。平均而言，这些来源遵循的趋势，减少变化幅度增加光度，并没有证据表明X射线的可变性增加向更高的红移，与早期的预测的潜在的进化方案。集合变率结构函数表明，它们的变率水平在休息帧中的$\approx20 - 1000$天内保持相对平坦，并且在相同的时间范围内，它通常低于$1.33\leq z\leq 2.74$的三个类似发光的RQQs。我们讨论了可能的解释增加的可变性较低的红移子样本，特别是，是否较高的吸积率发挥主导作用。在$4.10\leq z\leq 4.35$对源进行的几乎同时的光学监测表明，在$\approx1$ -天的时间尺度上没有一个是可变的，尽管在$\approx100$ -天的时间尺度上观察到高达$\sim25$ \%的通量变化，这是在类似红移的RQQs中的典型。在其中两个源中观察到的显著光学X射线光谱斜率变化与在发光RQQs中观察到的水平一致，并且由X射线变化主导。
2017-09-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Measurement of The Broad Line Region Size in a Luminous MACHO Quasar
利用宽波段光度混响映射测量了一个亮度为L~ 1 E47 erg/s的高z类星体的宽发射线区（BLR）。为此，我们分析了BSO 13.6805.324（z~1.72）在B和R BSO波段的光度数据，发现该天体的静止帧有180+/-40天的时间延迟。鉴于高Z类星体的光谱变化特性，我们将这种滞后与其余紫外铁发射混合。我们的研究结果是一致的一个简单的外推的BLR的大小-光度关系在当地的活动星系核更明亮，高Z类星体的人口。长期的光谱监测可能能够直接测量线到连续谱的时间延迟，并测试我们的发现。
2012-04-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
X-raying the Winds of Luminous Active Galaxies
本文简要介绍了最近对活动星系核（AGN）风的一些观测结果，主要是在X射线波段。这些风可能在星系反馈中发挥重要作用。主题包括：（1）宽吸收线（BAL）和小型BAL类星体的X射线和紫外吸收之间的关系;（2）射电强BAL类星体的X射线吸收;（3）几个明亮类星体的X射线光谱中存在相对论性铁K BALs的证据。我们还提到了一些关键的未决问题和未来进展的前景;例如，国际X射线天文台（IXO）
2009-09-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The X-ray luminous cluster underlying the bright radio-quiet quasar H1821+643
我们提出了一个钱德拉观测的唯一的低红移，z=0.299，星系团包含一个高度发光的射电安静类星体，H1821+643。通过模拟类星体的点扩散函数，我们减去类星体的贡献从集群核心和确定的物理性质的集群气体下降到3弧秒（15千秒差距）的点源。团簇气体的温度从9.0 \pm 0.5千电子伏下降到1.3 \pm 0.2千电子伏的中心，与一个短的中心辐射冷却时间为1.0 \pm 0.1 Gyr，典型的强冷核心团簇。在中心100 kpc的X射线形态显示，从核心，一个小的无线电腔和一个弱的冲击或冷锋形成一个半径为15弧秒的半圆形边缘的发射扩展的毛刺。类星体的热光度估计为2 x 10^{47}尔格/秒，需要每年40兆太阳能的质量吸积率，相当于爱丁顿吸积率的一半。我们探讨可能的吸积机制，这个对象，并确定邦迪吸积，当康普顿冷却的吸积材料，可以提供一个重要的燃料来源，这种爆发。我们认为H1821+643在一个统一的AGN吸积模型的背景下，通过比较H1821+643与一个样本的星系团，我们表明，类星体并没有显着影响大规模集群气体的性质。
2009-11-12 astro-ph.HE
Black hole feedback in the luminous quasar PDS 456
星系的演化与其中心超大质量黑洞的生长有关。在类星体阶段，当物质落在黑洞上时会释放出巨大的光度，辐射驱动的风可以将大部分能量转移回宿主星系。在五个不同的时期，我们在发光类星体PDS 456的宽带X射线光谱中检测到了一个近似球形的高度电离气体流的特征。这种持续的风以相对论速度从内部吸积盘中排出，它的大孔径表明与周围气体的有效耦合。外流的动能大于每秒10^46尔格，足以提供黑洞和宿主星系共同演化模型所需的反馈。
2015-02-23 astro-ph.HE
iPTF Discovery of the Rapid "Turn On" of a Luminous Quasar
我们提出了一个无线电安静的类星体在z=0.237发现“打开”的中间帕洛玛瞬态工厂（iPTF）。瞬态，iPTF 16 bco，由iPTF在星系核中检测到，具有低电离发射线区域（LINER）的弱窄线发射特征的档案SDSS光谱。我们的后续光谱显示了宽巴耳末线的戏剧性出现，以及12年后发光（L_bol~10^45 erg/s）的1型类星体的幂律连续特征。我们从2009年到2012年使用PTF进行的光度监测，以及2011年和2015年XMM-Newton Slew Survey的偶然X射线观测，将状态变化限制在iPTF检测之前不到500天。相对于其他外观变化的类星体，第1类星体的H α与[OIII]5007的宽线比增强，这也暗示了在类星体中观察到的最快的状态变化。我们认为，从紫外线和X射线连续通量的增亮推断，爱丁顿比增加>10更可能是由于一个内在的变化，在一个预先存在的吸积盘的吸积率，比外部机制，如可变的遮蔽，微透镜，或恒星的潮汐破坏。然而，进一步的监测将有助于更好地约束推动这种状态变化的机制。类星体的快速“启动”比吸积盘的粘性下降时间尺度要短得多，并且需要一个盘的不稳定性，这种不稳定性可以在不到一年的时间尺度上围绕一个~10^8 M的黑洞发展。
2016-12-14 astro-ph.HE
SRG/eROSITA uncovers the most X-ray luminous quasar at z>6
我们报告了CFHQS J142952+544717的X射线发射的发现，CFHQS J142952+544717是z=6.18的已知最遥远的射电大声类星体，于2019年12月10日至11日使用SRG卫星上的eROSITA望远镜在其正在进行的全天空调查中发现。该天体是通过将中间SRG/eROSITA源目录与Pan-STARRS 1远距离类星体样本在5.6 < z < 6.7处交叉匹配来识别的。在0.3- 2 keV能量带中测量到的通量$\sim 8 \times 10^{-14}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$对应于2- 10 keV静止框架能量带中的X射线亮度$2.6^{+1.7}_{-1.0}\times 10^{46}$ erg s $^{-1}$，这使得CFHQS J142952+544717成为在z > 6时观测到的最明亮的X射线类星体。结合我们的X射线测量档案和新的光度测量在其他波段（无线电光学），我们估计的热光度的这个类星体在$\sim (2$ - $3) \times 10^{47}$尔格的$^{-1}$。在Eddington有限吸积和各向同性辐射的假设下，我们推导出了$\sim 2\times 10^9 M_\odot$超大质量黑洞质量的一个下限。CFHQS J142952+544717的最显著特征是其相对于光学/UV发射的X射线亮度。我们认为，这…
2020-07-09 astro-ph.HE
A Periodically Varying Luminous Quasar at z=2 from the Pan-STARRS1 Medium Deep Survey: A Candidate Supermassive Black Hole Binary in the Gravitational Wave-Driven Regime
超大质量黑洞双星（SMBHB）是大质量星系通过合并而分层生长的必然结果，是宇宙中最强的引力波警报。然而，由于引力束缚的SMBHB的紧凑（亚秒差距）轨道分离，它们的直接探测仍然难以捉摸。在这里，我们利用理论上预测的签名SMBHB在时域：周期性的变化所造成的质量吸积率调制的二进制的轨道运动。我们报告我们的第一个显着的周期性变化的类星体检测从泛星1（PS1）中深巡天的系统搜索。我们的SMBHB候选者PSO J334.2028+01.4075是一个位于$z=2.060$的发光射电响亮类星体，具有来自卡特琳娜实时瞬态巡天的扩展基线测光，以及来自第一次亮类星体巡天的档案光谱。观测周期（$542 \pm 15$天）和估计的黑洞质量（$\log (M_{\rm BH}/M_\odot) = 9.97 \pm 0.50$）对应于$7^{+8}_{-4}$史瓦西半径（$\sim 0.006^{+0.007}_{-0.003}$ pc）的轨道间隔，假设类星体变化的静止帧周期跟踪双星的轨道周期。这SMBHB候选人，发现在峰值红移SMBH合并，是在一个物理上稳定的配置，一个circumbinary吸积盘，并在该制度的GW驱动的轨道衰变。我们对PS1的搜索是对LSST令人兴奋的能力的基准研究，LSST将具有数量级更大的调查能力，并可能在可变的夜空中精确定位数千个SMBHB的位置。
2015-05-21 astro-ph.HE
Metal-Enriched Outflows in the Ultra-Luminous infrared Quasar Q1321+058
类星体外流在其宿主星系和中心黑洞的演化过程中可能起着重要的作用。本文详细研究了被遮蔽的超亮红外类星体Q1321+058中的多次外流现象。流出物在复杂的光学和紫外发射线谱中显示出来，宽分量蓝移了1650 km/s，窄分量蓝移了360 km/s，高速度分量显示出更强的[O III]5007和[Ne III]3869发射线，以及更强的N和Si。丰度模式与最近的一次星暴相关的快速化学富集过程相一致。外流从类星体延伸到几十到几百秒差距，只覆盖了一个非常小的天空。我们发现，与线发射气体流出的能量不足以消除主星系的ISM。速度范围和柱密度表明，外流可能是低电离宽吸收线区的一部分，如在一类小类星体中看到的。的光学和紫外线的连续性是星光为主，可以模拟与一个100万年（1百万年）加上一个中等年龄（~0.5-1 Gyr）的恒星星族，这表明一个快速建设的恒星质量在宿主星系，与恒星爆发型金属丰度推断从高速流出光谱。宽波段的光谱能量分布表明它是一个在中红外波段有体发射的遮蔽类星体。恒星的形成率，独立估计紫外线，远红外线和发射线光度，是远远低于所需的共同演化的黑洞和它的主机球体。
2009-07-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Does the X-ray emission of the luminous quasar RBS 1124 originate in a mildly relativistic outflowing corona?
我们用朱雀星观测到了一颗亮（L_x ~ 6 × 10^44erg/s）射电宁静类星体RBS 1124（z=0.208）。我们报告了一个中等宽的铁（Fe）线和弱的软X射线过剩的检测。X射线数据可以很好地用一个简单的模型来描述，该模型包括幂律X射线连续谱加上它在吸积盘上的反射。如果我们测量到的内部圆盘半径（<=3.8引力半径）与黑洞时空的最内部稳定圆形轨道一致，我们就可以推断，为RBS 1124提供动力的黑洞正在以自旋a>= 0.6的速度快速旋转。在0.5-2 keV波段的软过剩贡献约为15%，大约是在未遮蔽的Seyfert 1星系和类星体中通常观察到的软过剩贡献的一半，这与我们测量的低圆盘反射分数（R_disc ~0.4）一致。低反射率不能由盘截断驱动，这不仅与我们推断的小的内部盘半径不一致，而且最重要的是，与源的辐射有效性质（L_Bol / L_Edd ~1）不一致。一个合理的解释是，X射线日冕是一个失败的喷流的基础（RBS 1124是无线电安静的），实际上是以温和的相对论速度流出。像差减少了圆盘的辐射，因此迫使低于标准的反射分数，并将推断的源固有光度减半，将推导的爱丁顿比从~ 1降低到~0.5。[删节]
2009-09-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
Unseen Progenitors of Luminous High-z Quasars in the R_h=ct Universe
高红移的类星体提供了关于超大质量黑洞质量增长的直接信息，反过来，也提供了关于自第一颗恒星（波普III）开始形成以来宇宙如何演化的重要线索。然而，即使是关于这些物体的种子及其生长机制的基本问题也仍然没有答案。预计eROSITA和ATHENA的发射将有助于观测解决这些问题所需的高红移类星体。本文比较了在协调LCDM模型和Friedmann-Robertson Walker宇宙学中基于吸积的超大质量黑洞的生长.先前的工作表明，后者所预测的时间轴比标准模型更能解释大于10^9 M_sol最高红移类星体的起源和生长。在这里，我们显着推进这一比较，通过确定软X射线通量，将观察到的爱丁顿有限的吸积增长的红移在两个宇宙学的函数。我们的结果表明，在红移z > 6的可探测类星体的数量方面，两者之间出现了明显的差异，这提高了人们的期望，即未来十年将提供所需的观测数据，以根据探测到的高红移类星体祖先的数量来区分这两种模型。例如，虽然即将到来的ATHENA任务预计将检测到~0.16（即，实质上为零）的类星体，在LCDM中应该探测到~160--一个定量上令人信服的差异。
2017-08-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Role of magnetically dominated disc-outflow symbiosis on bright hard-state black hole sources: ultra-luminous X-ray sources to quasars
我们目前的磁化，对流盘流出共生周围黑洞（BH）的光学薄的解决方案。主要目的是解释明亮的，硬态观测吸积系统与恒星质量超大黑洞。根据热力学热力学第一定律，在熵梯度中考虑了磁场和辐射对能量平流的影响。冷却过程包括韧致辐射、同步辐射和逆康普顿化过程。我们的主要任务之一是解释超亮X射线源（ULX）的一些长期存在的问题。现有的物理方案来解释他们不寻常的高光度是存在的失踪类的中等质量BH（IMBH），或超爱丁顿吸积周围的恒星质量BH。然而，大多数具有陡峭幂律谱的ULX可以很好地用超爱丁顿吸积来解释，而IMBH的存在确实存在广泛的争议。然而，对具有硬幂律主导状态的ULX的解释仍然是神秘的。在这里，我们表明，我们的磁占主导地位的磁盘流出的共生体周围快速旋转的恒星质量黑洞可以实现这样大的光度，即使亚爱丁顿吸积率。平流外区的磁场大于相应的爱丁顿极限。由于磁通冻结，这种场在BH附近通过连续的吸积过程而动态地占主导地位，但保持其爱丁顿极限。这种独特的场配置增强了同步加速器和同步加速器自康普顿化过程，以实现非常大的光度。通过同样的机制，我们对超大质量黑洞的解可以解释超亮类星体异常大的光度。
2020-04-22 astro-ph.HE gr-qc
