射电类星体宽线区光度与吸积盘的关系

王孝民，赵志伟

1保山学院理工学院；2昭通市盐津二中

射电类星体宽线区光度与吸积盘的关系

王孝民1，赵志伟2

1保山学院理工学院；2昭通市盐津二中

吸积盘是现在高能天体物理中的热点课题，涉及到了天体物理中最基本的问题。本文利用公开发表的文献中收集到的124个射电类星体（包括55个陡谱射电类星体天体和69个平谱射电类星体天体）的基本数据，特别是黑洞质量和宽线区的相关数据，研究了射电类星体宽线区光度与黑洞吸积盘的吸积率之间的相关性。发现陡谱射电类星体天体和平谱射电类星体天体的宽线区光度与吸积率之间都有很强的相关性，表明两类射电类星体的宽线区辐射的光度可能是由于吸积盘辐射所产生的。

光度；黑洞质量；类星体；吸积率；相关

保山学院科研基金（10B010K）资助项目

类星体是典型的活动星系核，由光度最大的活动星系核组成。其中射电噪类星体又分为平谱和陡谱两类。一般认为α2GHz-8GHz＞0.5的类星体为陡谱类星体。与此同时，黑洞-吸积模型是活动星系核的标准模型，吸积也能使致密天体高效地释放能量。如今研究系及理论的较多，但是吸积盘与射电类星体宽线区光度问题的研究不多。我们只要是通过分析吸积盘与射电类星体辐射的机制以及相互影响做一个研究。文中采用的宇宙参数H0=70km·s-1·Mpc-1及ΩM=0.3.Ωλ=0.7。

一、最大光度与吸积率的关系

现在我们来讨论一下黑洞辐射的能量转换效率。设一个质量为m的离子，从远方下落到质量为M的黑洞的史瓦西半径Rs=2gGMc2附近时，所能辐射的最大能量等于转化的引力势能，即

由此可以知道，能够转化为辐射的能量为粒子静能的一半，即

因而，辐射的最大功率即最大光度就取决于黑洞的吸积率dMdt，即

实际上的转化率并没有这么大。因为如果粒子是直线落下来的，则大部分能量将被黑洞吸收，能发出的辐射是很有限的。为了最大限度获取辐射能量，必须让粒子下落时沿近乎圆形的螺旋轨道围绕黑洞缓慢下落。在这样的情况下大约有40%的静能转化为辐射能。计算表明，为了使射电星系产生观测到的光度，要求黑洞的质量至少要达到107MΘ。[1]

二、爱丁顿光度

爱丁顿光度是吸积天体所能达到的最大光度。爱丁顿光度通常可以表示为[2]

将（3）和（4）两式联立可以求得吸积率为：

吸积率的单位是g/s.

三、数据样本[2]

本数据样本是由55个陡谱射电类星体和69个平谱射电类星体组成的，该表给出了124个射电类星体的相关数据。表中的宽线区光度及黑洞质量的计算都相应的采用的发射线是：

CIV，MgII，Hβ。

四、相关性分析

运用式（5）对吸积率取对数后有：

式中的c=3×108m/s。将宽线区光度与吸积率的对数做相关性分析后有下图所示情况，图中的logm`表示吸积率取对数，LBLR表示宽线区光度。

五、结论

对宽线区光度和吸积率做相关性分析，发现二者有较强的相关性。

图1给出了平谱射电类星体宽线区光度与吸积率对数的相关性关系，相关系数r=0.7926，置信概率p＜0.0001，log m˙=18.18206+2.25962 log LBLR。

图2给出了陡谱射电类星体宽线区光度与吸积率对数的相关性关系，相关系数r=0.70352，置信概率p＜0.0001，log m˙=23.86272+1.75178 log LBLR。这就说明了无论是平谱射电类星体还是陡谱射电类星体，它们的宽限区光度与吸积率都存在一定相关性，也说明的射电类星体宽线区光度与吸积盘辐射之间存在着密切的联系，射电类星体宽线区辐射光度可能是由于吸积盘辐射所产生的。

[1]向守平.天体物理概论[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2008.11P225

[2]王孝民.射电类星体的近红外辐射和宽线区辐射的关系[J].昆明：云南师范大学学报，2007

王孝民，男，保山学院教师，从事活动星系核研究。

王孝民，保山学院教师，从事活动星系核研究。