[论文解读] CIV Emission as a Probe of Accretion Disk Winds

Gordon T. Richards|arXiv (Cornell University)|Jan 12, 2012

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 1被引用 4

一句话总结

本文提出了一种类星体中的双组分宽发射线区（BELR）模型，包含一个盘面和一个辐射线驱动的风，其中各组分的相对贡献取决于类星体的能谱分布（SED）。该模型通过SED驱动的风强度解释了观测到的CIV发射线特性（如蓝移和等效宽度变化），其中软SED有利于强风，硬SED有利于盘面主导，为理解类星体外流提供了统一框架，并改进了黑洞质量和光度的估计。

ABSTRACT

We present a brief description of a model for the broad emission line region (BELR) in quasars, which is supported by analysis of CIV and other emission lines in the spectra of high-z SDSS quasars. Specifically we consider a two-component BELR with a disk and wind where the relative strength of each component is a function of luminosity. The implications of such a model for our understanding of quasar outflows and estimates of their black hole masses and accretion rates are discussed.

研究动机与目标

• 通过双组分BELR模型解释类星体宽发射线特性（尤其是CIV线蓝移和等效宽度）的多样性。
• 研究BELR中盘和风组分的相对强度如何受类星体能谱分布（SED）的调控。
• 评估SED依赖的BELR结构对黑洞质量与总光度估计的影响。
• 挑战类星体研究中普遍存在的通用SED假设，并证明SED变化驱动了观测到的线轮廓差异。

提出的方法

• 该模型假设BELR具有双重起源：来自外吸积盘的盘组分，以及来自紫外发射盘大气层中辐射线驱动外流的风组分。
• 使用SED作为黑洞质量、吸积率和风强度等基本参数的代理，其中较硬的SED有利于盘面主导，较软的SED有利于风主导。
• 分析结合了高红移SDSS类星体数据，重点关注CIV等效宽度和蓝移作为BELR结构的关键诊断指标。
• 采用极端类星体的复合光谱，比较盘主导与风主导系统中线特征（如SiIV、CIII]、AlIII、HeII、OIV]）的差异。
• 模型引入了不可见的极紫外（EUV）连续谱在塑造BELR线比中的作用，特别是其对电离状态和风驱动的影响。
• 应用特征向量1（EV1）框架和Baldwin效应，将观测到的线趋势与潜在的SED和风结构差异联系起来。

实验结果

研究问题

• RQ1 类星体SED的变化如何影响BELR中盘和风组分的相对贡献？
• RQ2 为何一些类星体表现出强烈的CIV蓝移和弱的等效宽度，而另一些则不然？
• RQ3 SED变化在多大程度上解释了类星体发射线轮廓的观测多样性？
• RQ4 是否可以仅通过BELR结构推断辐射线驱动风的存在与强度，而无需依赖吸收线特征？
• RQ5 SED依赖的BELR结构如何影响标准黑洞质量与总光度估计？

主要发现

• CIV发射线蓝移与等效宽度与SED硬度强烈相关，其中无辐射类星体表现出约1000 km s⁻¹的大蓝移和中等等效宽度。
• 在CIV等效宽度与蓝移图的右下角区域——表现为弱且蓝移的CIV——的类星体代表风主导系统，具有软SED和强辐射线驱动风。
• 位于图左上角的盘主导类星体表现出强烈的SiIV、CIV和CIII]发射，AlIII]较弱，且HeII发射显著，表明SED更硬且风贡献较小。
• 风主导类星体中HeII的缺乏表明约50 eV处的通量减少，与更软的EUV连续谱和更弱的风驱动一致。
• 复合光谱证实，风主导类星体中OIV]呈现蓝移并取代SiIV，而AlIII]相对于CIII]增强，表明SED更软且电离结构不同。
• 该模型表明，传统总光度校正因子对硬谱源系统性低估，对软谱源系统性高估，对爱丁顿比率比较具有重要影响。