Supermassive Black Holes with High Accretion Rates in Active Galactic Nuclei. III. Detection of Fe II Reverberation in Nine Narrow-Line Seyfert 1 Galaxies
这是一系列论文中的第三篇，报告了一个大型的混响映射活动，旨在研究具有高吸积率的活动星系核（AGN）的性质。利用云南天文台2.4米望远镜在2012- 2013年期间对10个活动星系核（AGN）中Fe Ⅱ光学谱线的变化进行了研究。我们检测到统计上显着的时间滞后，相对于活动星系核的连续性，在九个来源。这种精确的测量是通过使用复杂的光谱拟合方案来实现的，该方案允许宿主星系的明显通量变化，以及由于观测条件的变化而产生的几条窄线。新检测到的滞后中有六个与在相同源中测量的Hbeta滞后无法区分。两个明显更长，一个稍短。结合Fe II滞后在以前的研究中报道，我们发现一个Fe II的半径-光度关系类似于一个为β，虽然我们的样品本身没有显示出明确的相关性。结果支持的想法，铁II发射线起源于光电离的气体，对于大多数新报道的对象，是无法区分的β发射气体。我们还提出了一个试探性的滞后和强度之间的相关性铁II和β和评论其可能的起源。
2015-03-12 astro-ph.GA
On rapid migration and accretion within disks around supermassive black holes
由于恒星演化、微小的合并和引力动力学摩擦，星系核应该在中心超大质量黑洞附近包含一个恒星和致密天体的星团。通过与原行星迁移类比，核团天体（NCO）可以在吸积盘中迁移，通过与盘气体交换角动量来为活动星系核提供动力。在这里，我们表明，一个单独的NCO进行失控向外迁移相媲美的III型原行星迁移可以产生相应的Seyfert活动星系核或类星体光度的吸积率。活动星系核盘中的多个迁移的NCO可以主导传统的粘性盘吸积，并且在大的盘半径下，系综NCO迁移和吸积可以提供足够的加热，以防止引力不稳定性在恒星形成中消耗盘气体。在Seyfert AGN中观测到的0.1- 1 keV的X射线软过剩的大小和能量可以用一个小的~10^{2}-10 ^3}的吸积恒星质量的黑洞或几个ULX来解释。因此，活动星系核盘中的NCO迁移和吸积是添加到活动星系核盘真实模型中的极其重要的机制。
2011-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Unveiling sub-parsec supermassive black hole binary candidates in active galactic nuclei
难以捉摸的超大质量黑洞双星（SMBHB）被认为是星系合并的倒数第二个阶段，在最后的合并阶段之前。SMBHB是连续引力波的来源，可能被脉冲星定时阵列探测到;候选者的识别可以帮助进行有针对性的引力波搜索。由于它们起源于活动星系核（AGN）的最内部，X射线是一种很有前途的工具，可以通过双Fe K $α$发射线或光变曲线的周期性来揭示SMBHB的存在。在这里，我们报告了一种新的方法来选择SMBHB的手段存在的周期性信号，在他们的Swift-BAT 105个月的光变曲线。我们的技术是基于Fisher的精确g-检验，并考虑到可能存在的有色噪声。在我们选择的553个活动星系核中，只有Seyfert 1.5 Mrk 915是SMBHB的可能候选者;从随后对其光变曲线的分析中，我们发现其周期为$P_0=35\pm2$个月，并且在$3.7σ$置信水平下拒绝了零假设。我们还提出了一个详细的分析BAT光变曲线的唯一以前的X射线选择的二元候选源在文献中，塞弗特2星系MCG+11-11-032。我们发现$P_0=26.3\pm0.6$个月，从以前报道的双铁K $α$发射线推断一致。
2020-09-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational lensing effects of supermassive black holes in cluster environments
本研究探讨星系团中超大质量黑洞的引力透镜效应。虽然在星系中存在中央SMBH是确定的，但最近的高分辨率模拟工作预测存在额外的流浪SMBH人口。虽然这些SMBH的质量对星系团中较大尺度和单个星系尺度的暗物质成分来说是一个微小的扰动，但它们会影响统计透镜特性和单个透镜图像配置。探测这些潜在的可观察到的签名，我们发现，SMBHs的印记可检测的签名在罕见的，高阶强透镜图像配置，虽然他们没有表现出任何统计学上显着的可检测的证据，无论是放大率分布或集成的剪切剖面。调查特定的透镜图像的几何形状，我们报告说，一个大规模的，近点状的，潜在的SMBH导致以下可检测的影响：（一）图像分裂，导致产生额外的图像;（二）位置和放大倍数不对称的多重成像系统;和（iii）明显消失的透镜反像。其中，星团切向临界曲线内的图像分裂是最普遍的显著观测特征。我们证明了这些可能性在两种情况下观察到的巨大的弧在$SGAS\,J003341.5+024217$和$RX\,J1347.5-1145$，其中看到的特定图像配置可以复制SMBH。未来的高分辨率仪器观测（例如MAVIS-超大望远镜，MICADO-超大望远镜和升级的ngVLA，以及来自\textit{Euclid} \& \textit{Nancy Grace Roman}空间望远镜和鲁宾LSST天文台的数据可能使我们能够探测这些独特而罕见的SMBHs透镜特征。
2022-11-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Direct probe of the inner accretion flow around the supermassive black hole in NGC 2617
NGC 2617是一个邻近的（$z\sim 0.01$）活跃星系，最近从塞弗特1.8转变为塞弗特1.0。与此同时，相对于档案测量，它的X射线通量大幅增加了一个数量级。为了研究外观变化的活动星系核（AGN）的物理性质，我们测量了NGC 2617的X射线光谱和时间特性。我们对间隔一个月的两个XMM-牛顿定点观测进行了全面的时间和谱分析，并辅以存档的准同步积分观测。我们发现，一阶，NGC 2617看起来像一个1型活动星系核的X射线波段，并增加了一个适度的反射组件，其连续可以建模以及与幂律加上一个唯象黑体，一个部分覆盖的幂律，或双康普顿模型。与所采用的连续体无关，在所有三种情况下，数据要求覆盖连续体源的20- 40%的中性气体的几个$10^{23}$ cm $^{-2}$的柱密度。最有趣的是，吸收结构，由于高度电离铁已被检测到在这两个观测与红移约$0.1c$相对于系统的主机星系的红移。红移的吸收体可以归因于失败的风/中止喷流组件，引力红移效应，和/或直接向中央超大质量黑洞下降的物质。无论哪种情况，我们都在探测NGC 2617中心超大质量黑洞周围最里面的吸积流，甚至可能观察到物质直接流入黑洞本身。
2017-01-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
A self-lensing binary massive black hole interpretation of quasi-periodic eruptions
双星超大质量黑洞（SMBH）系统是星系合并的结果，如果双星分离可以通过其他机制降到$\lesssim 0.1$ pc，那么双星系统最终会由于引力波（GW）辐射而合并。在这里，我们探讨了一个引力自透镜二进制SMBH模型的尖锐（持续时间$\sim 1$小时），准规则的X射线耀斑-被称为准周期爆发-最近观察到的两个低质量的活动星系核：GSN 069和RX J1301.9+2747。在我们的模型中，观测到的双星是$\sim$的边缘，这样每个SMBH引力透镜从吸积盘周围的另一个SMBH每个轨道周期两次。当RX J1301.9+2747的当前偏心率为$ε_0 \gtrsim 0.16$时，该模型可以再现耀斑的间距，这意味着合并发生在$\sim 1000$年内，但我们不能再现观测到的耀斑轮廓。具有正确振幅的模型耀斑是观测持续时间的$\sim 2/5$，具有正确持续时间的模型耀斑是观测振幅的$\sim 2/5$。我们的模型产生了三种不同的自透镜双星系统的行为，可以在当前和未来的X射线和光学时域调查中搜索：i）周期性的透镜耀斑，ii）日偏食（由前景迷你盘掩盖背景迷你盘引起），iii）日偏食与非常尖锐的食内透镜耀斑。这些特征的发现将构成超大质量双星存在的非常有力的证据，而对耀斑间距的监测将提供近星点岁差的测量。
2021-02-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
X-ray binary accretion states in Active Galactic Nuclei? Sensing the accretion disc of supermassive black holes with mid-infrared nebular lines
吸积状态，这是普遍观察到的恒星质量黑洞的X射线双星，也预计在活动星系核（AGN）。这是在低光度的情况下，当喷流电晕耦合占主导地位的能量输出在两个人口。由于吸积盘连续体的重氢吸收和宿主星系的星光污染，以前试图将这个框架扩展到更广泛的活动星系核人口是极具挑战性的。根据[OIV] $_{25.9μm}$和[NeII] $_{12.8μm}$中红外星云谱线通量，给出了亮度激发图（LED）。这个工具能够探测吸积盘对电离连续体的贡献。当应用到167个附近活动星系核的样本时，LED恢复了典型吸积事件期间单个X射线双星所描绘的特征Q形形态，使我们能够初步确定主要的吸积状态。软态将包括宽线塞弗特和大约一半的塞弗特2人口，显示出高度兴奋的气体和无线电安静的核心与盘主导的核一致。硬态主要包括低光度活动星系核（$\leq 10^{-3}\, \rm{L_{Edd}}$），其特征是低激发射电大声核和可忽略的盘贡献。塞弗特2核的剩余一半和明亮的LINER在高吸积光度下显示出低激发，并且可以与亮硬态和中间态相识别。它们的宿主显示在千秒差距的中央正在形成恒星。我们讨论了上述情况下，其潜在的联系与星系演化的图片和可能存在的吸积状态转换的活动星系核，所建议的人口不断增长的变化看类星体。
2021-04-19 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A multi-epoch X-ray study of the nearby Seyfert 2 galaxy NGC 7479: Linking column density variability to the torus geometry
活动星系核（AGN）是由吸积的超大质量黑洞提供动力的，黑洞周围是一个模糊的物质环。最近的研究表明，以前被认为是均匀的环面结构看起来是“不规则的”：事实上，对视线氢柱密度变化的检测与具有复杂结构的模糊物的描述相匹配，这些结构由具有不同柱密度的云组成。在这项工作中，我们执行的X射线光谱的塞弗特2星系NGC 7479的多历元分析，以估计其环面属性，如平均柱密度和覆盖因子。测量的视线氢柱密度变化的环面，使我们能够获得一个上限的云距离中央引擎。此外，使用源的X射线光度，我们估计爱丁顿比在Edd=0.04-0.05的范围内的所有时期。
2022-06-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Does Feedback from Supermassive Blackhole Co-evolve With Host In Type 2 Quasars?
本研究通过分析221个2型类星体的光谱数据，发现外流强度与恒星族年龄负相关，且类星体遵循赛弗特星系的爱丁顿比-D_n(4000)序列，证实了超大质量黑洞反馈与寄主星系的共同演化。
2023-04-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
The radio-loud narrow-line Seyfert 1 galaxy 1H 0323+342 in a galaxy merger
窄线Seyfert 1星系（NLS 1 s）中的超大质量黑洞（SMBH）处于活动星系核（AGN）质量函数的最低端，并优先存在于具有伪核的晚型宿主星系中，这些星系被认为是内部长期演化形成的。另一方面，无线电响亮的NLS 1的人口提出了一个挑战的相对论性喷流范式，强大的无线电喷流是专门与非常高质量的SMBH在椭圆主机，这是建立通过星系合并。我们研究了与最近的伽马射线发射，射电大声NLS 1 1H 0323+342相关的扭曲射电结构。这为基于其宿主星系过去的光学/近红外观测的合并假设提供了支持证据。异常射电形态由两种不同的结构组成，即当前活动喷流的内部弯曲结构和低亮度遗迹的外部线性结构。这样的共存可能表明，在星系合并过程中，在黑洞合并之前，一个已经建立的具有进动的黑洞双星所处的阶段。1H 0323+342和其他射电强NLS 1在星系相互作用下可能是从射电静NLS 1到具有较大SMBH的正常Seyfert星系的演化路径上的极端对象。
2020-05-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Density profile of ambient circumnuclear medium in Seyfert 1 galaxies
周围环核介质（ACM）密度剖面的形状可以探测星系和环核环境中中央超大质量黑洞的吸积历史。然而，由于仪器分辨率的限制，大多数星系的ACM密度分布仍然是未知的。本文提出了一种新的测量活动星系核（AGN）ACM密度分布的方法，即利用暖吸收体（WAs，一种AGN外流）上的辐射压力与ACM的拖曳压力之间的平衡来测量活动星系核的ACM密度分布。研究了5个Seyfert 1星系中WAs的流出速度与电离参数之间的相关性（NGC 3227，NGC 3783，NGC 4051，NGC 4593和NGC 5548），推断ACM的密度分布在n \propto r^-1.7和n \propto r^-2.15之间（n是数密度，r是距离）从0.01 pc到pc尺度。结果表明，Seyfert 1星系的ACM密度分布比球对称Bondi吸积模型和热吸积流的模拟结果更陡，但更符合标准薄盘模型的预测.
2022-02-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Estimate of SMBH Spin for Narrow-Line Seyfert 1 Galaxies
假设倾角约45度，估算窄线塞弗特1型星系中超大质量黑洞的自转值，发现其自转低于塞弗特1型星系，且自转对光度和质量的依赖性更强，揭示了NLS1星系演化不同阶段的吸积模式转变。
2023-04-03 astro-ph.GA
The Cepheid Distance to the Seyfert 1 Galaxy NGC 4151
根据近红外造父变星周期-光度关系和哈勃空间望远镜多波段成像，我们得到了原型塞弗特1星系NGC 4151到它的距离为$15.8\pm0.4$ Mpc。这一距离测定是基于对35颗长周期（$P > 25$ d）造父变星的测量，将支持对该系统中超大质量黑洞质量的绝对校准，以及对其活动星系核的反馈或馈送动力学的研究。
2020-08-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Spectroscopic Indication for a Centi-parsec Supermassive Black Hole Binary in the Galactic Center of NGC 5548
亚秒差距超大质量黑洞双星（SMBHB）是宇宙学等级结构形成的自然结果，在星系中应该很常见，但迄今为止还没有光谱识别。基于40年的光学光谱监测，我们报告说，NGC 5548，附近的塞弗特星系长期怀疑经历了约10亿年前的主要合并的核心，表现出长期的变化与14年的光学连续谱和广泛的β发射线。值得注意的是，双峰值曲线的Hbeta显示系统的速度变化具有相似的周期。这些观测结果合理地表明，SMBHB位于NGC 5548的中心。复杂的，长期变化的线轮廓可以解释为轨道运动的双星具有相同的质量和一个半长轴为22光日（相当于18毫秒差距）。在75 Mpc的距离上，NGC 5548是最近的亚秒差距SMBHB候选者之一，为引力波探测提供了理想的实验室。
2016-03-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Study of Central Intensity Ratio of Seyfert Galaxies in nearby Universe
本研究利用57个近邻塞弗特星系样本，发现光度参数CIR与中心超大质量黑洞质量强烈反相关，且受中心引擎超额通量影响小，是估算黑洞质量的快速可靠工具。
2023-02-23 astro-ph.GA
Galaxies as High-Resolution Telescopes
最近的观测表明，活跃星系的人口与毫角秒之间的光学和无线电发射的偏移。这种偏移可能是与超大质量黑洞相关的极端现象的指示，包括相对论性喷流，二元超大质量黑洞，甚至反冲超大质量黑洞。然而，活动星系在几毫角秒的多波长结构无法通过直接观测来理解。我们建议使用强引力透镜来解释光源的多波长结构。当光源靠近透镜星系的焦散面时，即使光源位置的微小偏移也会导致海市蜃楼图像的位置和放大率的巨大差异。我们表明，在海市蜃楼图像的观察位置的源的位置的角偏移可以放大超过50倍。我们发现，至少有8%的引力透镜类星体将在焦散配置。SKA和Euclid之间的协同作用将为数千个焦散配置的引力透镜源提供一组理想的观测结果，这将使我们能够阐明大量源的多波长结构，并研究无线电发射的物理起源，它们与超大质量黑洞的联系以及它们的宇宙演化。
2017-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Multiwavelength variability of gamma-ray emitting narrow-line Seyfert 1 galaxies
本文利用Swift的光学/紫外与X射线同时观测研究七个伽马射线NLS1星系，揭示喷流与吸积盘的耦合及X射线辐射起源。
2023-06-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Do Circumnuclear Dense Gas Disks Drive Mass Accretion onto Supermassive Black Holes?
基于文献和档案（中位孔径$θ_{\rm med}$ = 220 pc）中的数据，我们提出了$\sim 100$ pc尺度环核盘（CND）的致密分子气体质量（$M_{\rm dense}$）与总共10个Seyfert星系的黑洞质量吸积率（$\dot{M}_{\rm BH}$）之间的正相关关系. CND的典型$M_{\rm dense}$是10 $^{7-8}$ $M_\odot$，由致密气体示踪剂HCN（$1-0$）发射线的光度估计。由于致密的分子气体是恒星形成的场所，这种相关性实际上相当于以前揭示的核恒星形成率与$\dot{M}_{\rm BH}$之间的相关性。此外，$M_{\rm dense}-\dot{M}_{\rm BH}$的相关性更紧密的CND规模的气体比kpc或更大规模的气体。这表明CND可能在为黑洞提供燃料方面发挥重要作用，而$>$ kpc尺度气体则没有。为了证明一种可能的方法来研究与阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的CND-scale吸积过程中，我们使用了质量吸积模型，由于超新星爆炸的角动量损失是至关重要的。基于模型预测，我们认为，只有部分的CND（$\dot{M}_{\rm acc}$）的吸积质量消耗为$\dot{M}_{\rm BH}$。然而，$\dot{M}_{\rm acc}$与总核质量流率（即，$\dot{M}_{\rm BH}$ +流出速率）。虽然…
2016-06-13 astro-ph.GA
Stars lensed by the supermassive black hole in the center of the Milky Way: predictions for ELT, TMT, GMT, and JWST
引力透镜是广义相对论的一个重要预言，它提供了一个测试和工具来探测微弱但放大的光源，并测量透镜的质量。对于某些应用（例如测试理论），由点状透镜透镜的点源将更有利。然而，到目前为止，只有一颗引力透镜恒星被解析。未来的望远镜将解决非常小的透镜签名的恒星轨道的超大质量黑洞（SMBH）在银河系的中心。然而，透镜特征应该更容易检测到背景恒星。我们预测，ELT，TMT和GMT将解决约100（60）颗恒星在磁盘和30（20）颗恒星在凸起的背景下的SMBH的透镜图像，下降到28（27）mag（织女星）的限制在K波段，需要5（1）小时的整合。为了探测几颗这样的恒星，我们需要至少24 mag.With十年之久的监测，我们也可以探测到透镜图像的旋转。拉长的图像的检测将是不可能的，因为这将需要一个近乎完美的源透镜对准。JWST可能会受到银河系中心附近恒星造成的混乱的限制。这种透镜图像的检测将提供一个非常干净的测试广义相对论，当结合SMBH质量测量从恒星的轨道运动，并准确测量SMBH属性，因为源和透镜都可以被认为是点状的。
2021-07-01 astro-ph.GA gr-qc
Predicting the X-ray polarization of type-2 Seyfert galaxies
红外、光学和紫外分光偏振观测已被证明是研究2型活动星系核（AGN）隐藏核和限制次秒差距尺度发射成分的组成和形态的理想工具。在本文中，我们将分析扩展到2型活动星系核的X射线偏振。结合两个辐射转移代码，我们进行了第一次模拟的光子起源于重力为主的附近的黑洞和散射的结构一直到秒差距尺度的环面和极风。我们证明，当强重力效应占，X射线偏振信号的Seyfert-2进行尽可能多的信息的中心活动星系核组件的Seyfert-1的分光偏振观测。分光偏振测量可以限制中心超大质量黑洞的自旋，甚至在AGN的边缘，沿观测者的视线的氢柱密度，和极流出的成分。然而，连续光源的偏振态会被多次散射冲掉，除非初始偏振非常强，否则不应该测量。最后，我们估计，现代X射线偏振计，无论是基于光电效应或康普顿散射，将需要长的观测时间的顺序为几个兆秒，能够正确地测量2型活动星系核的偏振。
2017-09-11 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
A candidate sub-parsec binary black hole in the Seyfert galaxy NGC 7674
利用星系形成的分级模型预言了双超大质量黑洞的存在。到目前为止，只有一个单一的二进制SBH已被成像，在一个7.3秒差距的投影分离。在这里，我们报告的候选人双SBH的检测与预测的0.35 pc的气体丰富的相互作用的螺旋星系NGC 7674（Mrk 533）。这个奇特的塞弗特星系拥有一个$\sim$ 0.7 kpc的Z形射电喷流;这种源形成的主要模型假设存在一个未合并的双星SBH，它是在卫星星系的陷落过程中产生的。利用甚长基线干涉测量技术（VLBI），我们在2、5、8和15 GHz的射频上对Mrk 533的中心区域进行了成像。两个可能是反频谱的射电核心只在15 GHz被探测到;这两个核心的8-15 GHz频谱指数是$\ge-0.33$和$\ge-0.38$（$\pm 30\%$），与吸积SBH一致。我们从热点区域的多历元秒差距尺度数据中推导出喷流速度$\sim0.28c$和源年龄$\ge8.2\times10^3$ yrs。
2017-09-19 astro-ph.GA
Search for TeV Neutrinos from Seyfert Galaxies in the Southern Sky using Starting Track Events in IceCube
本研究利用 IceCube 起始径迹事件搜寻南方天空最亮塞弗特星系的 TeV 中微子，并结合盘-日冕模型提升发现潜力，报告了搜寻方法的预期性能。
2023-07-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Black hole tidal charge constrained by strong gravitational lensing
球对称膜黑洞具有潮汐荷，它改变了弱透镜和强透镜的特性。即使透镜测量与史瓦西透镜一致，检测仪器的误差范围也允许一定的潮汐电荷。在本文中，我们推导出相应的约束的超大质量黑洞（SMBH）在我们的银河系中心的潮汐电荷，从第一个相对论爱因斯坦环的半径，出现在强透镜。我们发现，即使广义相对论的预测被高精度强透镜测量所证实，SMBH可能有一个更大的潮汐电荷，比太阳或中子星。
2013-12-16 astro-ph.GA gr-qc hep-th
EMU detection of mysterious multiple component radio-continuum emission from nearby spiral Seyfert I type galaxy 'Sand-timer' (NGC 7213)
Western Sydney University（西悉尼大学）；Australia Telescope National Facility, CSIRO（澳大利亚望远镜国家设施，CSIRO）；Dominion Radio Astrophysical Observatory, Herzberg Astronomy & Astrophysics, National Research Council Canada（多明尼奥射电天文台，赫茨伯格天文学与天体物理学研究所，加拿大国家研究委员会）；Department of Physics, University of Alberta（阿尔伯塔大学物理系）；Faculty of Engineering, Gifu University（岐阜大学工学部）；INAF-Osservatorio Astrofisico di Catania（意大利国家天体物理研究所卡塔尼亚天文台）
本研究通过ASKAP的EMU项目探测近邻赛弗特I型星系NGC 7213，发现其中心SMBH相关的奇特射电辐射，提出其可能是AGN喷流早期活动或超大质量双黑洞的潮汐瓦解事件所致。
2026-10-19 astro-ph.GA
Electromagnetic Emission from Supermassive Binary Black Holes Approaching Merger
我们提出了第一个完全相对论性的预测电磁辐射从周围的气体的超大质量双黑洞系统接近合并。使用光线跟踪代码后处理数据从广义相对论3-D MHD模拟，我们生成的图像和光谱，并分析发射的光的视角依赖性。当吸积率相对较高时，环双星盘、吸积流和迷你盘结合在一起发出UV/EUV波段的光。我们测量了日冕辐射的热康普顿硬X射线谱;在高吸积率下，它几乎完全产生于小盘，但在低吸积率下，它也是小盘和吸积流的主要辐射机制。由于相对论性光束和引力透镜的作用，辐射功率的角分布具有很强的各向异性，尤其是在赤道面附近。
2018-06-14 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Lensing and wave optics in the strong field of a black hole
本文研究非旋转黑洞强场中的引力波透镜与波动光学，构建含强场效应的频率相关放大因子，揭示偏振混合和视界吸收，并指出新观测途径。
2025-09-02 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
The First Spectroscopically Resolved Sub-parsec Orbit of a Supermassive Binary Black Hole
在解释活动星系核如何被触发的最有趣的假设之一是，在它们的核心存在一个超大质量的双黑洞系统。在这里，我们提出了一个观测证据的第一个光谱分辨亚秒差距轨道的这样一个系统的核心塞弗特星系NGC 4151。使用类似于通常应用于光谱双星的方法，我们获得了超大质量双星系统的径向速度曲线，从中我们计算了轨道根数，并对组件的质量进行了估计。我们的分析表明，在光和径向速度曲线的周期性变化可以占偏心，次秒差距开普勒轨道的15.9年的周期。光变曲线中的通量最大值对应于二次分量朝向观测者的接近相位。根据所得到的结果，我们推测所观察到的Hα线形和通量的周期性变化是由于部件通过周围介质的超声速运动所产生的激波。鉴于需要大量的观测工作来揭示这种光谱分辨的双星轨道运动，我们认为许多这样的系统可能存在于类似的物体中，即使它们很难找到。探测到更多的黑洞将为我们提供对黑洞质量增长过程的深入了解。
2012-10-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
An accreting supermassive black hole irradiating molecular gas in NGC 2110
活动星系核（AGN）对恒星形成的影响对于我们理解超大质量黑洞与其星系之间的关系以及宇宙历史上星系的生长具有重要意义。我们报告了一个高分辨率的多阶段的核环境在附近的塞弗特星系NGC 2110使用阿塔卡马大毫米阵列（ALMA），哈勃和斯皮策太空望远镜，和甚大望远镜/SINFONI的研究。我们确定了一个区域，这是显着弱的低激发CO $2\rightarrow1$发射冷分子气体，但似乎充满了电离和温暖的分子气体，这表明活动星系核是直接影响的性质的分子材料。使用多个分子气体示踪剂，我们证明，尽管缺乏CO线发射，分子气体的表面密度和运动学在整个区域变化平稳。我们的研究结果表明，活动星系核对恒星形成气体的影响可以相当局部化。与广泛持有的理论预期相反，我们发现分子气体对高能活动星系核反馈的强光仍然具有弹性。
2019-03-18 astro-ph.GA
Powerful Radio Emission From Low-mass Supermassive Black Holes Favors Disk-like Bulges
低质量超大质量黑洞自旋的起源目前仍是一个谜。本文报道了对一个BH质量为$10^{6-7} M_\odot$的射电选择邻近（$z<0.05$）Seyfert 2星系样本的宿主星系的研究。通过模拟的SDSS $r$波段图像的这些星系通过2维凸起+磁盘分解，我们确定了一个新的依赖SMBH的无线电功率的主机凸起表面亮度轮廓，其中更强大的无线电发射来自SMBH与更盘状凸起。这一结果意味着低质量和高质量的SMBH是由两种完全不同的模式旋转起来的，对应于两种不同的进化路径。在长期演化中，低质量的SMBH是由宿主星系的气体吸积产生的，具有显着的盘状旋转动力学，而在合并演化中，高质量的SMBH是由BH-BH合并产生的。
2016-11-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
High-resolution ALMA observations of SDP.81. I. The innermost mass profile of the lensing elliptical galaxy probed by 30 milli-arcsecond images
我们报告了一个详细的建模的质量配置文件的$z = 0.2999$大规模椭圆星系使用30毫弧秒分辨率1毫米阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）图像的星系星系透镜系统SDP. 81。$z = 3.042$红外发光星系的透镜多重图像的详细形态，被发现是由几十个$\lesssim 100$ pc大小的恒星形成团块嵌入在一个$\sim 2$ kpc磁盘，以及复制一个透镜星系的等温椭球与400 pc的核心。核心半径与可见恒星光的半径一致，$\sim 2\,M_{\odot}\,L_{\odot}^{-1}$的质光比与当地的测量值相当，这表明内部1 kpc区域主要是发光物质。预测的质量质心的位置是一致的，在$\simeq 30$ mas与ALMA检测到的非热源，这可能是跟踪活动星系核的前景椭圆星系。一个点源质量的$> 3 \times 10^8\,M_{\odot}$模仿一个超大质量黑洞是必需的，以解释未检测到的背景星系的中心图像，虽然黑洞质量退化的核心半径的椭圆星系。所需的质量是一致的，从著名的黑洞质量和主机速度色散之间的相关性预测。我们的分析表明，强引力透镜的ALMA成像的权力，研究最内部的质量配置文件和中央超大质量黑洞的遥远的椭圆星系。
2015-04-16 astro-ph.GA
Detection of Intermediate-Mass Black Holes in Globular Clusters Using Gravitational Lensing
最近的观测表明，在许多星系的中心存在着超大质量黑洞。在球状星团中存在中等质量黑洞（IMBHs）也被预言过。我们专注于引力透镜作为一种新的方式来探索这些实体。众所周知，像球状星团这样的自引力系统的质量分布会随着中心大质量天体的存在与否而发生很大的变化。在考虑了一个属于银河系的球状星团可能的质量分布后，我们估计IMBH对引力透镜分离角的影响为毫弧秒量级。
2020-12-29 astro-ph.GA astro-ph.SR gr-qc
Chemical abundances in the nuclear region of nearby galaxies from the Palomar Survey
我们用\textsc{Hii-Chi-mistry}程序估算了帕洛玛光谱巡天中143个星系样品的核区化学丰度和电离参数，这些星系包括恒星形成星系团（87个）、Seyferts 2（16个）和LINER（40个）。我们还研究了每种光谱类型的导出量与宿主星系的其他不同性质，如形态，恒星质量，光度和质量的超大质量黑洞的相关性。恒星形成Galerkin获得的结果被用来检查我们的方法的合理性。然后，我们对活动星系核样本进行了类似的研究，区分了塞弗茨2和LINER。我们报告了SFG核区域的氧丰度饱和。SFG的化学丰度和它们的宿主星系性质之间的相关性与以前的研究是很好的协议。我们发现，塞弗特2目前略高的化学丰度，但这一结果必须在更大的塞弗特星系样本重新检查。相比之下，我们得到的化学丰度较低的LINER比SFG。我们确认这些相对较低的丰度的另一个样品的红外发光LINER在相同的恒星质量范围。我们对活动星系核（LINERs和Seyferts）的分析表明，它们的宿主星系性质与我们估计的化学丰度无关。
2021-05-28 astro-ph.GA
A Super-Eddington, Lensing-Magnified Quasar at $z=5.07$ observed with JWST
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Arizona（亚利桑那大学）；MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research（麻省理工学院卡弗里天体物理与空间研究所）；University of Michigan（密歇根大学）
JWST观测到红移z=5.07的类星体J0025-0145，其内禀埃登顿比超过4.9，表明早期宇宙中超大质量黑洞可能存在超埃登顿增长。
2025-11-26 astro-ph.GA
Gravitational Lensing of Spherically Symmetric Black Holes in Dark Matter Halos
本文利用推广的 Gibbons-Werner 方法和引力透镜方程，比较 Beta、Burkert、Brownstein 与 Moore 暗物质晕模型对多个星系超大质量黑洞透镜效应的影响。
2024-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Quantifying Feedback from Narrow Line Region Outflows in Nearby Active Galaxies. I. Spatially Resolved Mass Outflow Rates for the Seyfert 2 Galaxy Markarian 573
我们提出了第一个空间分辨质量流出率测量（$\dot M_{out}$）的窄线区（NLR）的Seyfert 2星系，Markarian 573的光发射线气体。使用长缝光谱和[O III]成像从哈勃太空望远镜和阿帕奇点天文台结合发射线诊断和云光电离模型，我们发现一个峰值流出率为$\dot M_{out} \approx$ 3.4 $\pm$ 0.5 $M_{\odot}$年$^{-1}$在距离210 pc的中央超大质量黑洞（SMBH）。流出物延伸到距离核600 pc的距离，总质量和动能为$M \approx 2.2 \times 10^6 M_{\odot}$和$E \approx 5.1 \times 10^{54}$ erg，揭示出流出物比低光度塞弗特1星系NGC 4151中的流出物更有活力（Crenshaw et al. 2015）。峰值流出速率比质量吸积和核流出速率大一个数量级，表明环核NLR气体的局部原位加速。我们将这些结果与量化NLR平均流出率的全球技术进行比较，发现后者受到更大的不确定性的影响。这些结果表明，空间分辨的观测是至关重要的探测活动星系核反馈的尺度上，环核恒星形成发生。
2018-08-22 astro-ph.GA
Spatially Resolved Outflows in a Seyfert Galaxy at z = 2.39
我们提出了第一个空间分辨分析的休息帧光学和紫外成像和光谱学的透镜星系在z = 2.39托管塞弗特活动星系核（AGN）。接近一个自然的向导星，使高信噪比VLT SINFONI +自适应光学观测的休息帧光学诊断发射线，表现出一个潜在的广泛的组成部分与FWHM ~ 700公里/秒的巴耳末和禁止线。测得的线比的流出鲁棒的区域中的电离诊断图与活动星系核。这个独特的机会-结合引力透镜，AO引导，红移和活动星系核活动-允许放大视图的物理条件和结构的两个主要示踪剂的星际介质在恒星形成星系托管在宇宙中午弱活动星系核。通过分析Ly-alpha和尘埃校正的H-alpha辐射的空间范围和形态，解开恒星形成和活动星系核电离对每个示踪剂的影响，并比较活动星系核诱导的质量流出率与宿主恒星形成率，我们发现活动星系核并没有显着影响其宿主星系内的恒星形成。
2019-03-25 astro-ph.GA
Gas outflows in Seyfert galaxies: effects of star formation versus AGN feedbacks
大尺度的弱准直外流在具有大红外光度的星系中非常常见。特别是在复杂系统中，强烈的恒星形成（SF）与活动星系核（AGN）共存，从观测结果来看，还不清楚是SF，AGN，还是两者都在驱动这些外流。吸积超大质量黑洞（SMBH）预计会通过动力学和辐射反馈过程影响其宿主星系，但在赛弗特星系中，核区域发射的能量与星系主体的能量相当，恒星活动可能也在这些过程中发挥关键作用。为了更好地理解驱动气体演化的机制，特别是在这些星系的核区域，我们已经进行了高分辨率的三维流体动力学模拟辐射冷却考虑两个恒星形成区域的反馈，包括超新星（I型和II型）爆炸和活动星系核喷流出现从中心区域的活动螺旋星系。我们计算了系统损失的气体质量，分离了这些注入能量源对星系演化的作用，并发现在1千秒差距内的尺度上，通常可以只考虑强烈的核恒星形成来建立外流。喷流本身无法驱动大量的气体外流，尽管它可以偶尔将底层外流的团块拖曳并加速到非常高的速度。
2015-09-01 astro-ph.GA
The Impact of Seyfert Jets on Galaxy Evolution Across Major Scaling Relations
University of Kentucky（肯塔基大学）；Universität Bonn（波恩大学）
研究通过高分辨率宇宙放大模拟分析喷流对银河系演化的影响，发现喷流抑制恒星形成、改变气体分布并影响银河系在多个缩放关系上的位置。
2026-03-31 astro-ph.GA
The molecular gas properties in local Seyfert 2 galaxies
我们提出了一个多波长的研究本地塞弗特2星系的样本的分子气体性质，以评估是否，以及在何种程度上，一个活动星系核（AGN）的存在下，可以影响星际介质（ISM）的性质在一个样本的33个本地塞弗特2星系。我们比较分子气体含量（MH 2），来自新的和存档的低J CO线测量AGN的样本和恒星形成星系（SFGs）的控制样本。活动星系核和对照样本的特征都是根据宿主星系的性质（例如，恒星和尘埃质量，分别为Mstar和Mdust;恒星形成率，SFR）。我们还研究了活动星系核活动对中红外（MIR）多环芳烃（PAH）分子发射的影响，这是一个由被遮蔽活动星系核的尘埃再处理发射贡献最大的波段。活动星系核位于质量较小的星系中（即，log（Mstar/Msun）<10.5; log（Mdust/Msun）<7.5）显示相对于恒星和尘埃质量匹配的SFG，分子气体含量更大。当比较它们的耗尽时间（tdep~ MH_2/SFR）时，活动星系核的tdep~0.3-1.0 Gyr，与对照样品中观察到的SFG相似。Seyfert 2星系在MIR中的核活动越来越大的主导地位下显示出较暗的PAH光度。我们没有发现明确的证据表明，在星系尺度上，赛弗特星系的分子气体库相对于SFG的系统减少。这是在最近的研究表明，分子气体的含量只减少在sub-kpc大小的区域，其中来自吸积超大质量黑洞的排放占主导地位。尽管如此，我们表明，活动星系核活动…
2022-03-29 astro-ph.GA
Testing Strong Gravitational Lensing Effects of Supermassive Black Holes with String-Inspired Metric: Observational Signatures and EHT Constraints
本文研究弦论启发的欧拉-海森堡黑洞的强引力透镜效应，发现其与GMGHS黑洞不可区分，且与EHT对Sgr A*和M87*的观测在有限参数空间内一致，并给出了电荷参数q的约束范围。
2025-06-20 astro-ph.GA gr-qc
Jetted Seyfert Galaxies at z = 0: Simulating Feedback Effects on Galactic Morphology and Beyond
本研究通过高分辨率宇宙学放大模拟，探究赛弗特型SMBH喷流反馈对星系及周边环境的影响，发现其显著改变星系形态等多项性质，结果与近邻观测吻合，为理解AGN反馈作用提供了模拟依据。
2024-12-12 astro-ph.GA
Discovering intermediate-mass black hole lenses through gravitational wave lensing
中等质量黑洞是连接恒星质量和超大质量黑洞的缺失环节，也是理解星系演化的关键。像光子一样，引力波也可以被透镜化，从而产生衍射或重复信号等可辨别的效应。我们研究了LIGO-Virgo探测器网络中中等质量黑洞偏转器的可探测性。特别是，我们模拟引力波与变量源分布透镜的天体物理人口的中等质量的黑洞，并使用标准的LIGO工具来推断这些透镜的属性。我们发现中等质量黑洞的检测在$98\%$的置信水平在很宽的范围内的二进制和镜头参数。因此，我们得出结论，中等质量黑洞可以通过LIGO-Virgo探测器网络中的引力波透镜检测。
2018-11-26 astro-ph.GA gr-qc
Black holes as telescopes: Discovering supermassive binaries through quasi-periodic lensed starlight
University of Oxford（牛津大学）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））
通过准周期性偏折恒星光发现超大质量双星，揭示其轨道演化及引力波检测预警。
2026-01-27 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Probing supermassive stars and massive black hole seeds through gravitational wave inspirals
我们提出了一个新的引力波发射源：原始超大质量恒星内部致密碎片的螺旋辐射。这样的系统被认为是超大质量黑洞（SMBH）形成过程中的一个重要通道，但人们对此知之甚少。一个模型表明，在原子冷却的原始晕中，$0.1$-1 M $_\odot$ /yr的高吸积率可能导致核燃烧SMS的形成。这最终将通过相对论不稳定性发生坍缩，留下巨大的BH残留物。最近的模拟表明，超大质量恒星很少单独形成，而伴星甚至形成的黑洞可能会被捕获/吸积，并由于气体动力学摩擦而螺旋进入SMS核心。在这里，我们探讨了从这样的吸气产生的GW发射，这可能会探测SMS的形成和演化和第一个超大质量黑洞的种子。我们使用一个半解析的气体动力学摩擦模型的吸气在SMS来表征其属性。我们发现这样的来源可能是潜在的观察到即将到来的空间出生的GW探测器在其形成的红移与引力透镜的好处。密切相关的准恒星合并可能会产生更强的信号，尽管从其他高z事件中消除这种事件可能具有挑战性。
2021-04-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Propagation of Electromagnetic Waves in MOG: Gravitational Lensing
本文在修正引力（MOG）框架下研究弯曲时空中麦克斯韦方程组的解。我们表明，除了零测地线处理的光子在MOG，使用麦克斯韦方程组和协变耦合与额外的矢量部门的引力MOG，我们可以提取的方程的光的传播。我们得到了费马势，并计算了光从点状恒星透镜作用时的偏转角。结果表明，对于光线碰撞参量较大的大尺度结构，MOG中波动方程的解所得到的偏转角与广义相对论的偏转角成正比。对于太阳质量的恒星，偏转角与GR的预测一致。然而，对于像银河系中心的超大质量黑洞人马座A* 这样的紧凑结构，偏转角的预测大于GR，这可以在未来的观测中进行检验。
2018-10-30 astro-ph.GA gr-qc
Gravitational Lensing by a Dark Compact Object in Modified Gravity and Observational Constraints from Einstein Rings
本文研究了修改引力理论中暗致密天体的引力透镜效应，计算了特定MOG时空的弱、强偏折角，并以M87*和Sgr A*为透镜模型对比了强场参数并计算了弱场透镜系数与畸变参数。
2025-02-10 astro-ph.GA gr-qc
The host galaxy of a narrow-line Seyfert 1 galaxy RE J1034+396 with X-ray quasi-periodic oscillations
利用简单的恒星星族合成，我们模拟了窄线Seyfert 1星系RE J1034+396的光谱中凸起恒星的贡献。我们发现它的球核速度色散是$67.7\pm 8$ \kms。超大质量黑洞（SMBH）的质量约为$(1-4)\times 10^6 \msun$，如果它遵循在静止星系中发现的众所周知的$\mbh-σ_*$关系。我们还从H $β$二阶矩中得到了SMBH的质量，这与从它的核球速度色散中得到的结果是一致的。$(1-4)\times 10^6 \msun$的SMBH质量表明，RE J1034+396的X射线准周期振荡（QPO）可以标度到在具有10个$\msun$黑洞的银河系黑洞双星中发现的27-108 Hz的高频QPO。利用不同年龄恒星群体的质量分布，我们发现过去0.1 Gyr的平均比恒星形成率（SSFR）为$0.0163\pm 0.0011$ $\rm Gyr^{-1}$，对数中的恒星质量为$10.155\pm 0.06$（太阳质量单位），当前恒星形成率为$0.23\pm 0.016 \msun \rm yr^{-1}$。RE J1034+396不遵循Chen等人提出的爱丁顿比与SSFR之间的关系，尽管在它们的关系中有较大的分散。我们还认为，大约7.0%的总\ha光度和50%的总\oii光度来自恒星形成过程。
2009-09-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
