西佛一型和窄線西佛一型星系中，黑洞質量和核球的關係

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研究生：	陳正忠 Cheng-chung Chen
論文名稱：	西佛一型和窄線西佛一型星系中，黑洞質量和核球的關係 The Relation of Black Hole Masses and Bulge Sizes inSeyfert 1 and Narrow-Line Seyfert 1 Galaxies
指導教授：	黃崇源 Chorng-Yuan Hwang
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 天文研究所 Graduate Institute of Astronomy
畢業學年度：	98
語文別：	中文
論文頁數：	78
中文關鍵詞：	黑洞、活躍星系核、星系、核球、速度分佈、現性相關、哈柏太空望遠鏡、西佛
外文關鍵詞：	HST, galaxy, AGN, Seyfert, bulge, velocity dispersion, GALFIT, SDSTAS, IRAF
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我們藉著活躍星系 (active galaxies) 中黑洞質量和核球 (bulge) 的關係來研究西佛一型星系 (Seyfert 1 galaxies) 和窄線西佛一型星系 (narrow-line Seyfert 1 galaxies)中的黑洞質量。西佛一型星系和窄線西佛一型星系是活躍星系的次分類之一，他們都有強烈的發射譜線 (emission line)，不過窄線西佛一型星系跟西佛一型星系比較起來，發射譜線的寬度明顯比較窄。近幾年來有些研究指出他們有不一樣的物理特性是因為他們核球內的黑洞質量是不一樣的。另外一方面，最近的觀測研究有證據說明在活躍星系核中，黑洞質量，核球質量，核球的譜線速率分佈 (velocity dispersion) 都有相對應的線性關係。所以我們使用 GALFIT 這套軟體去分析哈柏太空望遠鏡 (HST) 中第二代廣域和行星照相機 (WFPC2) 拍攝的影像。同時也去比較發射譜線 Hβ 和 [OIII] 的半高全寬 (FWHM) 和黑洞質量的關係。我們發現在窄線西佛一型星系中黑洞質量和核球質量的相關性並沒有像西佛一型星系中這麼高，發射譜線的半高全寬和黑洞質量的相關性也是同樣的結果。我們用維里定理推導出黑洞質量和核球半徑的關係，發現西佛一型星系和窄線西佛一型星系大部分有在這個關係上面，窄線西佛一型星系和西佛一型星系分佈的範圍並不相同。表示出他們黑洞質量的大小分佈並不相同。

We investigate the relation of the black hole masses and bulges of Seyfert 1 and narrow-line Seyfert 1 galaxies. Seyfert 1 and narrow-line Seyfert 1 galaxies both show fairly broad emission lines of high excitations; the emission lines are narrower for narrow-line Seyferrt 1 than those for Seyfert 1 galaxies. Some observations suggested that the black hole masses in the Seyfert 1 and narrow-line Seyfert 1 galaxies might be diﬀerent. On the other hand, other observations suggested that the black hole masses, bulge masses, and velocity dispersion of galactic bulges followed similar relations for diﬀerent kinds of AGNs, such as Seyfert 1 and QSOs. To investigate this problem, we analyze the HST WFPC2 images of several Seyfert 1 and narrow-line Seyfert 1 galaxies using the GALFIT package. We also compare the black hole masses and bulge sizes with FWHMHβ and FWHM[OIII] of our sample. For the narrow-line Seyfert 1 galaxies, we do not ﬁnd signiﬁcant correlation between the black hole and bulge mass; the correlation between FHWM of emission lines and black hole mass is not signiﬁcant either. We derived a relation of black hole mass and bulge radius using virial theorem and some empirical relations. We ﬁnd that both Seyfert 1 and narrow-line Seyfert 1 galaxies do distribute around this relation. However, the distribution of narrow-line Seyfert 1 galaxies are diﬀerent from that of Seyfert 1 galaxies, indicating that they have diﬀerent black hole masses.

導論 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1 活躍星系核和統一模型
Active Galactic Nuclei & Uniﬁcation Model . . . . . . . . . . . . . . . . .1
2 西佛一型星系和窄線西佛一型星系
Seyfert 1 galaxies & Narrow-line Seyfert 1 galaxies . . . . . . . . . . .3
3 黑洞質量-核球質量關係和黑洞質量-核球速率分佈關係
Mbh −Mbulge relation & Mbh − σrelaton . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
數據處理與分析 Data Reduction and Analysis  . . . . . . . . . . .7
1 樣本 Sample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
2 影像處理 Image Reduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
2.1 前期處理 Pre-processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
2.2 GALFIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
2.3 核球亮度轉換 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
3 黑洞質量和發射線速度分佈
Black hole mass (MBH) & velocity dispersion . . . . . . . . . . . . . . 17
4 統計比較 Statistics and Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
結果討論 Results and Discussion 27
1 各項數據分佈 Data Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2 各項數據的關聯性 Data Correlation . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3 黑洞質量與核球的關係
Relation of Black Hole Mass and Bulge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4 黑洞質量和核球半徑的關係
Mbh − Rbulge Relation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
5 AGN 亮度和核球亮度關係 LAGN − Lbulge Relation . . . 57
總結 Summary and Conclusion  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

                                

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