两类Seyfert星系的黑洞质量与吸积率＊

徐云冰， 易庭丰

（云南师范大学 物理与电子信息学院，云南 昆明650092）

1 引 言

Seyfert星系与类星体极为相似，其光谱中有很多高电离发射线，Weedman根据发射线宽度将Seyfert星系分为Seyfert 1和Seyfert 2星系［1－2］.Osterbrock认为Seyfert 1和Seyfert 2星系本质上是同样的天体［3］.黑洞质量和吸积率是活动星系核的基本特性［4］，准确的黑洞质量可以更好的限定吸积过程、确定吸积率和倾角［5］.吸积率在黑洞演化过程中起着重要作用［6］.因此，研究Seyfet星系中心的黑洞质量及其与吸积率、热光度和红移之间的关系，可以研究Seyfert 1和Seyfert 2星系之间的演化，进而验证活动星系核的统一模型.吴学兵等结合黑洞质量计算了17个Seyfert 1星系吸积盘的倾角［7］，Bian ＆Zhao研究了更大的样本，得到了17个Seyfert 1星系和17个PG类星体吸积盘的倾角［8］.

为了进一步研究两类Seyfert星系之间的演化规律，我们收集了89个Seyfert星系（38个Seyfert 1星系，51个seyfert 2星系）样本，利用反响映射法［9］和恒星弥散速度法［10］计算出这些Seyfert星系的黑洞质量、爱丁顿比率，分别研究了Seyfert 1和Seyfert 2星系的黑洞质量与吸积率、热光度、红移之间的相关性，讨论了Seyfert 1和Seyfert 2星系之间的演化，结果支持了活动星系核的统一模型.

2 方法和样本

2.1 中心黑洞质量的估算

Kaspi等找到半峰全宽值的大小与5 100Å波段连续谱的发光度之间的关系并得到中心黑洞质量公式［9］：

Tremaine等得到中心黑洞质量和恒星弥散速度之间的经验公式［10］：

2.2 爱丁顿吸积率

根据吸积盘模型［9］，爱丁顿比等于热光度与爱丁顿光度之比：

2.3 数据样本

样本数据主要从文献［9，11－13］中获得.

续表1

表2 恒星弥散速度法处理的数据样本Table 2 The results calculated by central emission velocity method

续表2

3 两类Seyfert星系的特性

3.1 黑洞质量和吸积率

图1 Seyfert 1星系的黑洞质量和爱丁顿吸积率Fig.1 The black hole mass vs Eddington ratio for seyfert 1

图2 Seyfert 2星系的黑洞质量和爱丁顿吸积率 Fig.2 The black hole mass vs Eddington ratio for seyfert 2

图1 和图2分别是Seyfert 1和Seyfert 2星系的黑洞质量和爱丁顿吸积率的关系图.利用最小二乘法可以得到：Seyfert 1星系的黑洞质量和爱丁顿吸积率之间具有强相关性，Seyfert 2星系的黑洞质量和爱丁顿吸积率之间具有弱的负相关性.

表3 线性回归分析结果Table 3 The results of linear regression

3.2 黑洞质量和热光度

图3 Seyfert 1星系的黑洞质量和热光度 Fig.3 The black hole mass vs bolometric luminosity for Seyfert 1

图4 Seyfert 2星系的黑洞质量和热光度 Fig.4 The black hole mass vs bolometric luminosity for Seyfert 2

图3 和图4分别是Seyfert 1和Seyfert 2星系的黑洞质量和热光度的关系图，利用最小二乘法分析了两类Seyfert星系的黑洞质量和热光度之间的相关性，并将分析结果记录在表3中.从表3可知：Seyfert 1星系的黑洞质量和热光度之间具有强相关性，而Seyfert 2星系的黑洞质量和热光度之间具有弱相关性.

3.3 黑洞质量和红移

图5 Seyfert 1星系的黑洞质量和红移 Fig.5 The black hole mass vs the redshift for seyfert 1

图6 Seyfert 2星系的黑洞质量和红移 Fig.6 The black hole mass vs the redshift for seyfert 2

图5 和图6分别是Seyfert 1和Seyfert 2星系的黑洞质量和红移的关系图，利用最小二乘法对它们之间的相关性进行统计分析，分析结果记录在表3中，从表3可知：Seyfert 1星系的黑洞质量和红移之间具有强相关性，Seyfert 2星系的黑洞质量和红移之间具有弱相关性.

4 讨论和结论

上世纪七十年代，Weedman把Seyfert星系分为Seyfert 1和Seyfert 2星系［1－2］.从此，两类Seyfert星系的观测差异是由于取向效应还是由于其内禀物理性质的不同就受到人们的普遍关注，Seyfert 1的喷流方向与观测者视线的夹角较小，而Seyfert 2的喷流与视线的夹角较大.Osterbrock认为Seyfert 1和Seyfert 2星系的物理本质相同，其差别仅在于取向效应［3］.刘汝良分析了70个Seyfert星系的形态，认为两类Seyfert星系形态上的不同可能反映了它们能源的不同，爆发活动加速并促进星系的演化，使星系从Seyfert 1形态演化到Seyfert 2形态［14］.顾秋生等认为Seyfert 1和Seyfert 2的差别不仅与视线方向有关，而且与星系的环境、演化和星系核的活动有关，它们在活动星系核的统一模型研究中具有重要作用［15］.

本文分析了89个Seyfert星系样本的黑洞质量与吸积率、热光度、红移之间的关系，结果发现：Seyfert 1星系的黑洞质量与爱丁顿吸积率、热光度、红移之间具有强相关性，Seyfert 2星系的黑洞质量与爱丁顿吸积率之间具有弱的负相关性，和热光度、红移之间具有弱相关性.这种差异可能由以下几个原因造成：（1）黑洞质量估算方法的差异.Seyfert 1星系的黑洞质量主要是由反响映射法获得，单个黑洞质量估算结果精度高；Seyfert 2星系的黑洞质量由恒星弥散速度方法获得，该方法是统计方法，单个黑洞质量的估算结果不确定度较大，整体样本黑洞质量的分布跨度很大，导致Seyfert 2星系黑洞质量分布弥散.（2）观测者的视角不同.Seyfert 1星系是视角较小的观测结果；Seyfert 2星系是视角较大的观测结果.以上两个原因导致了两类Seyfert星系黑洞质量和吸积率、热光度、红移之间相关性的强弱不同.（3）内禀物理性质的不同.Seyfert 1星系黑洞质量和吸积率的相关性和Seyfert 2星系黑洞质量和吸积率的相关性正负的不同表明：Seyfert 2星系是Seyfert 1星系演化的后期，随着黑洞质量的增大，其周围的气体和尘埃减少，吸积率逐渐减小［4，16］.

因此，我们认为两类seyfert星系之间观测特征的差异不仅与取向效应有关，而且还可能与星系的环境、演化和星系核的活动有关［15］.

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