基于功率谱的黑洞质量测定：计算与后果

我们以Cyg X-1和星系银河系NGC 5548为例，分析X射线功率谱随黑洞质量的标度关系。我们证明，功率谱的高频尾部可成功用于黑洞质量的确定。我们利用现有功率谱数据，确定6颗宽线星系1型银河系、5颗窄线星系1型银河系和2颗QSO中黑洞的质量。该标度方法对其他星系银河系和QSO同样适用。在除1颗正常星系银河系外的所有样本中，最终得到的luminosity to Eddington luminosity比值均小于0.15，唯一的特例为源MCG -6-15-30。对窄线星系1型的适用性较为模糊，可能存在与相同质量下窄线星系1型和星系银河系功率谱之间的系统性偏移，导致黑洞质量被低估。然而，基于波动性的方法和基于光谱拟合的方法都表明，这些星系拥有相对较低的质量和较高的luminosity to Eddington luminosity比值，这支持将这些对象视为基于整体光谱形状的银河系在高/软或非常高状态下的类比。它们所属星系的质量与正常星系银河系相似，因此不遵循星系银河系黑洞质量—星系质量关系，处于演化较不成熟的阶段，这与Mathur (2000)的观点一致。我们的样本中星系质量—黑洞质量关系与线性关系相符，黑洞到星系比值约为0.03%，与Wandel (1999)和Laor (1998, 2001)对于低质量天体的结果一致，但与Magorrian等人(1998)和McLure & Dunlop (2000)的关系有显著偏移。