具有哈勃流的相对论抛射运动学(II)15个超光速源解的应用

研究超光速运动的要点是求出正喷流和反喷流的多普勒因子．在传统方法中，反喷流的方向取为正喷流的反方向，其流速相等．正确的方法是先从由局部抛射和哈勃流组成的正喷流中，用狭义相对论的合速公式分解出局部抛射速度，然后从哈勃流和反方向的局部抛射速度导出反喷流的速度和方向．这就是本文所求出的结果．本文的主要目的是比较用传统方法和本文方法所得的反喷流的多普勒因子的值．最后解得１５个超光速源，其结果显示传统方法所得的反喷流多普勒因子的值，除以红移ｚ的函数，ｆ（ｚ）＝１．０１０ｚ２＋１．９９２ｚ＋０．９９３，就得到本文所得的反喷流多普勒因子的值；在ｚ＝０．０５６９－２．３６７范围内，上式的标准误差为０００８２８．应用本文方法，若有足够多的超光速和亚光速源的数据，有可能提供测定哈勃常数Ｈ０和在活动类星体中寻找蓝移吸收线．     

具有哈勃流的相对论抛射运动学（Ⅱ）15个超光速源解的应用

研究超光速运动的要点是求出正喷流和反喷流的多普勒因子，在传统方法中，反喷流的方向取向正喷流的反方向，其流还相等，正确的方法是先从由局部抛射和哈勃流组成的正喷流中，用狭义相对论的合速公式分解出局部抛射速度，然后从哈勃流和反方向的局部抛射速度导出反喷流的速度和方向，这就是本所求出的结果。本的主要目的是比较用传统方法和本方法所得的反喷流的多普勒因子的值，最后解和１５个超光速源，其结果显示传统所得的     

具有哈勃流的相对论抛射运动学.：（Ⅲ）求出超光速源反喷流可观测波长和？…

在求解类星体的喷流和反喷流的问题时。,必须考虑哈勃流所起的作用。     

类星体红移分布△ln（1＋z）＝0．205周期性的一种解释

根据红移定义１＋ｚ＝λｉ／λ０ｉ，我们认为类星体红移分布ｌｎ（１＋ｚ）周期性受两个因素影响。首先，决定类星体红移的主要线（如Ｌα１２１６，ＣＩＶ１５４９，ＣＩＩＩ１９０９，ＭｇＩＩ２７９８，ＮｅＶ３４２６，ＯＩＩ３７２７，ＮｅＩＩＩ３８６８，Ｈγ４３４０，Ｈβ４８６１，ＯＩＩＩ５００７）固有波长可能构成０．２０５的周期性；另外，这些谱线的观测波长进入一定光学窗口对红移有一定限制，在一定条件下，它正好在某些红移出现峰值，并与ｌｎ（１＋ｚ）＝０．２０５预言峰值一致。我们还在这两个基本考虑下进行模拟取样，发现有明显周期性，定量上证实了我们的基本考虑。本文是类星体红移分布的一种解释，它能说明为什么统计分布不同样品能得到不同的结论。进而，我们认为红移分布周期性不能成为内禀红移观点的观测支持。     

类星体的横向运动

横向运动在红移中所起的作用,前人已经指出,本文进一步论证了按照相对论多普勒公式,无论角速度多大,天体的横向运动速度都不会超过光速.然后从包括横向多普勒效应在内的相对论多普勒公式及哈勃关系出发计算了观测到的类星体自行所相应的横向运动速度及距离.结果,类星体距离缩小到几个 Mpc 量级,视向速度减到10~2km/s 量级,而横向速度接近光速,相应地类星体线度与星系核相当(～0.2kpc).此外,假设与星系成协的类星体的超额红移是横向运动引起的,计算了它们可能的自行值.     

类星体4C39.25的MERLIN图象:角秒尺度上的单边喷流

长时间以来被看作是典型致密双源之一的类星体４Ｃ３９．２５,其主要成分显示坦谱,且具有特殊的视超光速结构变化。根据在１８厘米波长新的ＶＬＢＩ及ＭＥＲＬＩＮ观测,可以认为该源是一个核－喷流类星体．喷流在毫角秒尺度上旋转了大约９０度,并是终向７９度的方向角延伸,喷流中包含了几个“节”及在其终点的一个热斑。预期在更高频率的亚毫角秒观测可以证实这样的结构,并对其核本身在１８厘米,甚至６厘米波长都几乎是不可见的作出解释．     

在6厘米波长对类星体3C454.3的九站VLBI观测

3C454.3是近几年引起广泛注意的一个强活动射电类星体,它有毫角秒尺度的核——喷流结构,其核在1981年的一次流量密度大爆发之后,显示出“超光速增亮”现象,在6厘米波长,用包括欧洲、美国及南非的9个射电望远镜,于1983年10月对3C454.3进行了甚长基线干涉网观测。观测结果除了证实其核——喷流结构,显示了从毫角秒到角秒尺度上该类星体结构的系统弯曲外,还清楚地揭示了“超光速增亮”所预期的,在1981年8月到1983年1月期间,核的超光速膨胀现象。     

类星体4C39.25的MERLIN图象：角秒尺度上的单边喷流

长时间以来被看作是典型致密双源之一的类星体４Ｃ ３９．２５,其主要成分显示坦谱,且具有特殊的视超光速结构变化,根据在１８厘米波长新的ＶＬＢＩ及ＭＥＲＬＩＮ观测,可以认为该源是一个核－喷流类星体。喷流在毫角秒尺度上旋转了大约９０度,并最终向７９度的方向角延伸,喷流中包含了几个“节”及在其终点的一个热斑。预期在更高频率的亚毫角秒观测可以证实这样的结构,并对其核本身在１８厘米,甚至６厘米波长都几乎是不可     

视超光速源0106 013的观测研究

我们在利用上海和ＳＨＥＶＥ组成的ＶＬＢＩ网做南天区５ＧＨｚＶＬＢＩ普查的过程中，对致密射电源０１０６＋０１３的视超光速运动作了进一步的研究．结果表明：（１）分量１最有可能是核；（２）原视超光速喷流分量仍以０．２ｍａｓ／ｙｒ的自行速度向外运动；（３）发现一个新分量的爆发，新分量也是视超光速的，自行速度为０．１８ｍａｓ／ｙｒ；（４）喷流在大约５ｍａｓ处有较明显的弯曲，然后趋于与ＶＬＡ喷流的方向一致．     

三颗类星体的亚毫角秒结构

使用全球ＶＬＢＩ网在１．３ ｃｍ波段对三颗类星体０４２０－０１４、０７４８＋１２６和２２５１＋１５８（３Ｃ ４５４．３）进行了观测,获得了这三个类星体的亚毫角秒分辨率的混杂图,给出了类星体核区内的亮度分布．通过用高斯模型对观测数据进行拟合,得到了组成它们的各个子源的参数．类星体２２５１＋１５８呈现出核－喷流结构,核区沿着ＰＡ～－１３０°方向拉长,喷流呈弯曲状．１９９２．９历元的观测展现了２２５１＋１５８处于一次大爆发,并伴随一系列相继出现的小爆发的情景．最强子源的积分流量密度为 ４．１１Ｊｙ（占探测到的总流量的 ６７％）,主要集中在０．１６ × ０．０１ ｍａｓ的区域内,可能由于多普勒增亮效应造成高达２．６×１０１２的亮温度．     

3C390．3的弱秒差距尺度喷流及其变化

通过对射电星系３Ｃ３９０．３在历元１９８９．２９及６ｃｍ波长的ＶＬＢＩ观测数据的多软件包成象，辨认出其弱秒差距尺度喷流中几个分离的节，将它们和以前发表及未发表的同一波长的成象结果比较，显示了该源弱秒差距尺度喷流的弯曲和反喷流，并重新证认了喷流中节的视超光速运动。     

3C390.3的弱秒差距尺度喷流及其变化

通过对射电星系３Ｃ３９０．３在历元１９８９．２９及６ｃｍ波长的ＶＬＢＩ观测数据的多软件包成象，辨认出其弱秒差距尺度喷流中几个分离的节，将它们和以前发表及未发表的同一波长的成象结果比较，显示了该源弱秒差距尺度喷流的弯曲和反喷流，并重新证认了喷流中节的视超光速运动。     

射电活动星系核相对论性束流Doppler因子的决定(I)3C273

目前决定射电活动星系核Ｄｏｐｐｌｅｒ因子δ的方法,主要是用均匀球状源模型的同步自康普顿机制（ＳＳＣ）关联射电和Ｘ射线（或光学）波段各一点的流量来定出δ．观测表明,此方法有较大的不足．本文发展了一种新方法,一方面将ＳＳＣ机制推广到非均匀情况,另一方面是用谱拟合代替点计算．我们首次用这种方法对３Ｃ２７３的Ｄｏｐｐｌｅｒ因子进行了推算．计算结果表明,３Ｃ２７３的多普勒因子δ～３１３．在假设喷流中非均匀成分和喷流整体的运动速度相同时,得到相对论性束流运动方向与视向的夹角θ～１５°．根据δ定出源的内禀亮温度约为５０×１０１０Ｋ,缓解了“康普顿灾变”的困难．由于非均匀模型比均匀模型更接近射电活动星系核中心致密子源的真实物理图象,有关参数由３Ｃ２７３的同时性和准同时性多波段观测定出,观测结果对ＳＳＣ机制提供了较好的支持,故理论和观测相符,由此确定的多普勒因子是更可信的．     

视超光速射电源的统计分析

本研究了具有超光速的射电源,并由此得到了一些统计性质,分析表明,对视超光速射电源而言,源的束流在自身坐标系中的本征光度与非束流光度之比ｆ小于０．０１,ＢＬＬａｃ天体的ｆ大于其它核优类星体的ｆ,关系式Ｒ＝ｆδ＾３＋２不适本中的数据,这可能与两个因素有关,即ｆ与δ可能是相关的或本给出的δ下限与真实的δ有一定差别,核优系数（Ｒ）与亮温度（Ｔ）之间表现出密切的相关,但这相关只是多普勒因子与Ｒ和Ｔ相     

Blazars的聚束效应

本文对blazars的聚束效应及相关的理论作了较全面的综述 ,指出了一些有待进一步探讨的问题和需要进一步完善的理论 ,并对其中几个具体问题进行研究 ,得到了一些新结果。第一章简单介绍了活动星系核的特征、分类及其标准模型。第二章综述了blazars的基本性质 ,对blazars的谱特征、高光度、高偏振、激烈光变、超光速现象和高能辐射等作了介绍。第三章介绍了相对论喷流模型 ,以及利用相对论喷流模型解释blazars的极端观测特性 ,如用相对论喷流模型从理论上解释了blazars的高光度、剧烈光变及高能量转换率 ,偏振方向的快速变化 ,超光速现象 ,发射线和高能辐射等观测特性。同时介绍了喷流具有相对论性的观测证据并重点介绍了喷流的加速和减速两个理论模型。第四章是聚束效应的几项具体研究工作 ,首先分析了 2 8个BLLac天体 ,2 4个核优势高偏振类星体 ,2 9个核优势低偏振类星体 ,以及 1 1个瓣优势低偏振类星体的射电和光学流量 ,证实具有相对论喷流的AGNs的Doppler提升效应确实存在 ,且很明显 ,光学和射电是高度聚束的。最小光变时标是一个及其重要的物理理 ,短时标光变能给人们提供大量的信息。但最小光变时标一般是在不同波段探测到的。利用加速模型 ,我们从理论上导出了一个联系各波段最小光变时标的公式 ,     

高频VLBI观测射电源的结构

高频VLBI观测揭示出河外射电源在pc或者亚pc尺度上大都有核-喷流的内部结构。尤其是对平谱致密射电源中毫角秒尺度的子源，能以相当高的概率观测到它的视超光速现象。多频观测可监测到一些新喷流子源的出现，特别在射电激变源中这些新喷流子源的出现与宽带内(从光学到γ射线)的爆发相关。且得到的一些源的核区谱指数分布，为确认源的VLBI核提供了支持。     

高频VLBI观测射电源的结构

高频VLBI观测揭示出河外射电源在pc或者亚pc尺度上大都有核-喷流的内部结构，尤其是对平谱致密射电源中毫角秒尺度的子源，能以相当高的概率观测到它的视超光速现象。多频观测可监测到一些新喷流子源的出现，特别在射电激变源中这些新喷流子源的出现与宽带内（从光学到γ射线）的爆发相关。且得到的一些源的核区谱指数分布，为确认源的VLBI核提供了支持。     

视超光速射电节点的频谱演化:持续供能的喷流—激波模型

本文提出一个持续供能的喷流—激波模型来解释视超光速射电节点频谱演化的普遍特性．理论计算指出，射电爆发频谱的反转频率νm和频谱极大流量Sm之间的关系具有典型的3阶段演化方式，并且与类星体3C345中观测到的视超光速节点C4的演化行为相当好地符合．令Sm∝ν，则在上升阶段ζ≤3；在平坦变化阶段ζ≈0，而在衰减阶段ζ≈1．爆发幅度和流量极大的迟后时间对频率的关系△Smax（ν）和△t（ν），都具有Blazar天体中观测到的射电爆发的普遍形式．本文提出的激波模型，考虑到驱动气体的持续注入和激波后等离子体的绝热膨胀．因此提供了对相对论喷流中激波形成和演化的物理原因更深入的理解．并对Blazar天体中视超光速节点频谱演化提出了新的解释．     

和PSR0355＋54相关联的脉冲星喷流存在的证据

从ＲＯＳＡＴ ＰＳＰＣ观测数据中我国发现了与ＰＳＲ０３５５＋５４相关联的脉冲星Ｘ射线喷流存在的证据。这是一个与脉冲星自行方向相反的长度为１２′的近似线性的辐射特征。假设喷流具有ＰＳＲ０３５５＋５４相同的距离和星际吸收,而其能谱是谱指数为－０．５的幂律谱,可导出喷流的光度为２．４８±０．８３×１０＾２４Ｊ／Ｓ。喷流中的平均磁场约为７．９×１０＾－９Ｔ,典型的电子能量为２．１×１０＾７ＭｅＶ。     

S5 2007+777的射电性质研究

S5 2007+777是一个典型的低峰值频率的蝎虎天体,该天体具有kpc尺度的X射线喷流,文献中利用模型估算的方法,得出X射线波段的多普勒因子达到13.0,从而喷流尺度可以达到Mpc量级.在此,搜集了有关S5 2007+777的欧洲甚长基线射电干涉网(European VLBI Network, EVN)高分辨率档案数据、美国甚长基线射电干涉网(Very Long Baseline Array, VLBA) 15 GHz观测数据等,研究了喷流的射电结构、亮温度、自行等方面的性质,发现该源的甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)不同波段的喷流方向一致,但与文献中给出的kpc尺度的X射线喷流和甚大阵(Very Large Array, VLA)射电喷流方向存在一定的差异,说明该源的喷流辐射存在多普勒增亮效应.由VLBI观测得到的亮温度,估算了该源的射电多普勒因子的平均值及中值均为5.0,此值小于文献中X射线波段的多普勒因子,但与文献中利用其他方法得到的射电波段多普勒因子是一致的;另外,对多历元观测数据的拟合发现此源相同波段的各个成分在长历元上没有明显的自行,短历元上的自行甚至是视超光速运动.这可能是由低表面亮度成分中心位置的转移造成的.这同时也验证了之前估算的射电多普勒因子不是很大,小于X射线波段多普勒因子的结论.利用所得到的射电多普勒因子,发现该源具有较大尺度的本征射电喷流,可达到0.5 Mpc,由于这里使用的是均值,因此说明该源也有可能具有接近巨射电星系尺度的喷流.