用MgII发射线估计

1、用MgII发射线估计活动星系核中的黑洞质量 王建国 等2009, ApJ,707,1334w 2010-05-26 cfaUSTC为什么研究黑洞质量？1. 质量是黑洞的最主要参数。 2. Mbh- Lbugle Mbh- 0.001*Mbulge Mbh- Sigma_star 黑洞和星系共同演化。3. 质量函数。活动星系核中心黑洞质量测量1. proper motion：Ghez et al. 19982. H2O maser Miyashi et al. 19953. gas dynamics Ferrarese et al. 1996Spectrashift:4. stellar dyn

2、amics Gebhardt 2003假设M/L, Mbh, 星系模型 所有可能的轨道权重：经验？所有观测点最优化：5. I型AGN reverberation mapping （RM）BLR气体为Virialized, 其动力学由中心黑洞的引力支配 Peterson &Wandel 1999, 2000q qLine Continuumbroad line region (BLR)V 103-4 km/s line-widthRBLR 101-2 light-dayReverberation mappingVirial theorem M = f RBLR V 2 /GRBLR ：宽

3、线区半径V ：BLR 速度弥散(发射线线宽FWHM或line)f ：比例因子 1 （待定）vBLR 的尺度：lagMbht*V2不同发射线:tV(-0.5)线宽：FWHM VS. Sigma_line (Peterson 04)活动星系核中心黑洞质量估计vKaspi 2000: R_BLR L51000.7vR- L 关系： U=Q/4*pi*r2 若U为常数：r L(0.5)Bentz 06 扣除星光影响： R - L0.518vH/H (calibrated against MRM)Kaspi et al. 2000 Vestergaard & Peterson 2006Green

4、e &Ho 2005,2007vMg II 2800 (calibrated against H RM results)McLure & Jarvis 2002, McLure & Dunlop 2004Kollmeier et al. 2006Salviander et al. 2007vC IV 1549 (calibrated against H RM results)Vestergaard 2002Vestergaard & Peterson 2006And more .vSDSS quasar composite (Vanden Berk 01)以往黑

5、洞质量公式中隐含的假设v假设1：单次测量谱FWHM（或line ） rms谱linev假设2：对MgII线 FWHM (MgII)= FWHM (H) RBLR(MgII)= RBLR(H)电离能：MgII:7.6-15 eV HI: 13.6 eVMgII: 只能产生于一薄壳层(Collin-souffrin 1986) H Balmer: 产生区域复杂，BLR, AD 有光薄成份（Sulentic et al. Marziani）黑洞质量估计公式中隐含的假设VVirail最好的测量是谱线的变化部分（rms谱）的line.VBLR & AD:Mariazani1996Wang 200

6、5检验以往黑洞质量公式中暗含的假设 所用数据 35 AGNs with RM measurements Peterson et al. (2004) and updated UV spectra of these 29 AGN (HST and IUE archival data) SDSS DR5 495 AGN with both H and MgII lines (0.45 z 0.75) MgII光谱分析列举: HST and SDSS data检验以往黑洞质量公式中暗含的假设假设：单次测量谱FWHM（或line ）= rms谱line检验以往黑洞质量公式中暗含的假设假设： FWHM

7、(MgII)= FWHM (H)For large FWHMFWHM (MgII) FWHM (H)v假设1：单次测量谱FWHM rms谱line 不成立 M = f RBLR V 2 /G M = f RBLR FWHM /G 2 应该从数据中定出，而不是假设为2Collin+ 2006v假设2：对MgII线 FWHM (MgII) FWHM (H) (MgII) (H) RBLR(MgII)= RBLR(H) 理论上不成立 MgII黑洞质量公式不能由H黑洞质量公式导出，应该从数据中定出vf facctor:依赖于视角和BLR动力学random oritention: f=3/4 Netze

8、r 1990Calibrated against Mbh-Sigma_*:(Onken 2004) = 5.5 rms Sigma_line = 1.4 FWHM v我们的假设： R_MgII L3000beta 与观测的R_Hb L0.518 相似。 最终的beta也与光致电离模型预期的一致。我们的新AGN黑洞质量估计公式我们的新AGN黑洞质量估计公式MgIIH偏离2严重偏离2Mbh-Mrm VP06(Hb) Ours(Hb) Ours(MgII)Mean 0.05 0.01 0.01 dex1sigma 0.4 0.3 0.4 dex 结论v以往的AGN黑洞质量估计公式存在系统偏差使用时要非常小心，尤其是在高质量和低质量端Collin et al. (2006) 引入的随FWHM(Hb)变化的f因子可以减小这种偏差v我们的黑洞质量公式是系统