深场中的高红移星系和活动星系

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1、中国绅孽艘求大誊博士学位论文深场中的高红移星系和活动星系作者姓名：学科专业：导师姓名：郑振亚天体物理王俊贤教授Prof．SangeetaMalhotra&Prof．JamesRhoads完成时间：二零一二年五月UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctordegreeHighRedshiftGalaxiesandActiveGalaxiesintheDeepFieldsAuthor：Speciality：Supervisor：FinishedTime：ZhenyaZhengAstroph

2、ysicsProf．JunxianWangS中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关

3、数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。作者签名：导师签名：摘要摘要1999年发射升空的Chandra以其无与伦比的分辨率和低背景完成了大量的科学价值显著的深场观测．我的博士论文研究工作从系统分析Chandra深场数据开始，并对Chandra南天深场中两个特殊的具有相对论外流的高红移类星体进行了细致研究．由于ChandraX射线望远镜杰出的性能，这些深场的数据不仅对研究类星体和活动星系至关重要，同时也提供了研究高红移星系的崭新的技术手段．近年来人们通

4、过窄波段测光的方法寻找到大量的高红移莱曼Q发射线(LAE)星系，这些高红移LAE星系对我们了解高红移宇宙的性质以及早期宇宙中的星系形成与演化具有不可替代的作用．我们利用Chandra深场的x射线观测数据系统研究了高红移LAE星系的x射线观测性质，分析了LAE星系中的活动星系核(AGN)的贡献，从x射线数据获得了这些星系中恒星形成率的上限，并限定了Lya在星系中的逃逸几率．随后我们将研究视野拓展到高红移LAE星系的光学观测与分析，包括光谱证认，光度函数，Ly口线等值宽度分布，成团性等方面．在第一章，我简单介绍了x射线天文学的发展以及ChandraX射线深场，以及宇

5、宙的恒星形成历史和搜寻高红移恒星形成星系的方法．在第二章，我们给出了LALAcetus天区基于ChandraX射线卫星174千秒的曝光数据的x射线源星表．这里我们介绍了如何一步步处理Chandra成像观测并得到最终星表和分析的结果，并在该天区发展使用了一种分析X射线背景的新方法．Chandra南天深场具有累计4Ms的有效曝光时间，是人类所获得的最深的X射线观测．我们在第三章中处理分析了Chandra对CDF．S的观测数据．之前的研究使用CDF-S最早的1Ms的观测数据探测到了两个具有相对性外流特征的高红移类星体．我们对随后的1MsChandra数据分析进一步验证

6、了之前的观测结果，这种后续重复观测的验证对于天文学中发现的罕见观测特征的研究不可缺少(从大量天文数据中探测到纯粹的高显著水平的背景噪声涨落的可能性往往不可忽略)，从而彻底排除了这些观测特征来源于背景噪声的可能性．我们的分析还表明摘要其中一个类星体的外流可能存在外流速度的减弱或者电离态的变化．第四章，我们转而研究星系的X射线辐射特征．我们的星系样本是窄波段巡天找到的红移4．5的莱曼Ot发射线星系．我们发现除去一个源有强烈的x射线辐射，而且已被光谱证认为红移4．48的一型类星体，其它的源都没有x射线辐射，即使用叠加x射线光子的方法也没有探测到信号．我们得到红移4．5

7、的莱曼OL发射线星系的x射线辐射的平均(3a)上限，为(Lo*2k。y)<2．t×1042ergS～．分析已有x射线探测的红移z>2的莱曼OL发射线星系，我们发现它们都是AGN，但Lya等值宽度都小于200A．具体分析1型AGN模版和典型2型AGN，我们发现样本里隐藏的AGN比例会非常小，而且大都是在小等值宽度的子样本里．第五章里，我们延续了第四章的方法，对CDF．S天区所有的莱曼Q发射线星系样本的X射线性质进行分析，包括红移Z一0．3，1．0，2．1，3．1，3．2，4．5，5．7和6．5的莱曼Ot发射线星系样本．我们发现仅红移0．3处有x射线探测，对应x射线

8、辐射是来自于恒星形成过程