γ噪Blazar天体短时标光变的寄主星系影响

利用云南天文台1m光学望远镜2000－2001年对3个GeV和／或TeVγ噪Blazar天体的观测，发现γ噪类星体PKS 1510－089在R波段有一个光变时标为41min的星等变化为2．0mag的剧烈光变，这是迄今为止我们所观测到的变幅最大的一个γ噪Blazar天体短时标光变。对此光变，可估计限制光变辐射模型的一些参数，如辐射区半径R、多普勒因子δ以及吸积转化效率η等。η＝59．6的值强烈预示着相对论聚束效应可较好解释γ噪Blazar天体的辐射机制。我们仔细考察了大气视宁度对光变的影响。发现对1ES 2344＋514，观测到的光变与当地大气视宁度有一个弱相关，结果表明，对光变参数较小（C＜5）的光变，大气视宁度引起的假光变的贡献较大，需要选择较严格的光变判据。     

BLazar天体的光变及多波段能谱特性

本文综述了活动星系核 ,特别是blazar天体的研究现状 ,对blazar天体的多波段与多波段能谱特性研究进行了较为详细的评述。主要的研究工作包括以下内容 :(一 )γ噪blazar天体的短时标光变研究 ,通过对 1 6个γ噪blazar天体 (其中包括全部已证认和观测到VHEγ射线爆发的可能甚高能γ射线源 )自 1 998年的光学观测及光变分析研究表明 ,短时标光变 (小时量级 )是GeVγ噪blazar天体的普遍特性 ,光变幅度通常可达 0 .6mag/h ,对PKS 1 51 0 -0 89类星体的观测发现在一个小时内对象变暗 2个星等 ,对如此激烈的光变变暗目前的理论还不能很好的解释 ,但它同样反映了辐射区域的内部结构 ;而对TBLs的监测表明 ,其光学波段的短时标光变没有其他对象激烈 ,出现的频度和振幅变化都较小 ;(二 )在研究γ噪blazar天体光变时 ,研究了寄主星系对光变的影响 ,得到了 1ES 2 3 44 + 51 4的光变与PSF的FWHM的关联 ,表明随着大气视宁度的下降 (即FWHM变大 ) ,对象变暗 ,即由于寄主星系的影响从而导致假光变的产生 ;(三 )引进两个多波段复合谱指数 ,αxox=αox-αx 及αoro=αor-αo。对样本的统计研究表明 ,RBLs是能谱特性界于XBLs和OVVs之间的一类中间态 ,所得结果支持了Sambrunaetal.( 1 996)大样本多波段能谱分布特性的统计研     

BLazar天体的光变及多波段能谱特性

本文综述了活动星系核，特别是blazar天体的研究现状，对blazar天体的多波段与多波段能谱特性研究进行了较为详细的评述。主要的研究工作包括以下内容：（一）γ噪blazar天体的短时标光变研究，通过对16个γ噪blazar天体（其中包括全部已证认和观测到VHEγ射线爆发的可能甚高能γ射线源）自1998年的光学观测及光变分析研究表明，短时标光变（小时量级）是GeV γ噪blazar天体的普遍特性，光变幅度通常可达0.6mag/h，对PKS 1510－089类星体的观测发现在一个小时内对象变暗2个星等，对如此激烈的光变变暗目前的理论还不能很好的解释，但它同样反映了辐射区域的内部结构；而对TBLs的监测表明，其光学波段的短时标光变没有其他对象激烈，出现的频度和振幅变化都较小；（二）在研究γ噪blazar天体光变时，研究了寄主星系对光变的影响，得到了1ES 2344 514的光变与PSF的FWHM的关联，表明随着大气视宁度的下降（即FWHM变大），对象变暗，即由于寄主星系的影响从而导致假光变的产生；（三）引进两个多波段复合谱指数，αXOX=αOX-αX及αoro=αor-αo。对样本的统计研究表明，RBLs是能谱特性界于XBLs和OVVs之间的一类中间态，所得结果支持了Sambruna et al.（1996）大样本多波段能谱分布特性的统计研究结果；（四）对地面探测器对blazar天体甚高能波段的观测做了较为详细的了解，由于blazar天体在全波段上都观测到光变，所以这类对象是多波段观测研究最完全的。地面望远镜对小时量级的光变很敏感，所以，对低流量源的直到10TeV或更高能谱的测量是多波段研究的重要扩展，特别是，如果γ射线的幅射是通过康谱顿散射提升低能同步辐射光子产生的，即SSC模型产生，那么，VHEγ射线的观测和低能同步辐射的观测就可能估计喷流内的磁场强度、Doppler因子等。对我们今后的光学波段的观测工作提出了新的课题。     

Blazar天体的辐射特性研究

收集了47个Blazar天体的短时标光变资料,估算了中心天体质量和不同波段辐射区域,并对估算结果作了统计分析,发现Blazar天体中心黑洞质量在10~7M_☉到10~(10)M_☉之间,BL Lac天体与平谱射电类星体中心黑洞质量有很大差异,平谱射电类星体中心黑洞质量大于BL Lac天体中心黑洞质量;红外波段和γ射线波段辐射区域大小相似.同时,利用收集到Blazar天体的热光度分析了Blazar天体热光度与短时标光变之间的关系,证实了射电选BL Lac(RBL)天体和平谱射电类星体(FSRQs)的辐射是强成束的,但相对论聚柬效应对X射线选BL Lac(XBL)天体的辐射影响较小.     

相对论电子的物理效应及其在高能天体中的应用

本文对相对论电子的辐射性质、能谱演化和加速机制等进行了简要的介绍。同时，对相对论电子在高能天体中的辐射作用和特性进行了简要的综述。本文给出了相对论电子在Blazar天体的射电辐射机制、光变机制、BL Lac天体的辐射机制以及γ暴的辐射机制等方面的应用研究成果。1、提出了相对论电子的光学薄同步辐射模型：解释Blazar天体的射电平谱：Blazar中心体的剧烈活动，使射电辐射区处于等离子体湍动状态，其中的相对论电子在湍动等离子体波的二交费米加速、激波加速、辐射损失、粒子逃逸和辐射区的绝热减速等物理过程作用下，形成较平的能谱，产生射电平谱。2、提出了新的Blazar天体光变模型：当Blazar天体爆发时，中心天体产生大量的相对论电子，注入喷流中；相对论电子产生同步辐射，并不断损失能量和逃逸辐射区，使它们的能谱快速变化，引起辐射发生快速光变。3、给出了BL Lac天体的等离子体反应堆模型：大量相对论电子从中心天体注入周围的等离子体反应堆中，通过同步辐射快速损失能量，同时这些电子同步吸收反应堆中不透明的光子，产生一个稳定、各向同性的幂律分布，其谱指数为γ＝3；然后，这些相对论电子通过等离子体反应堆的爆发或其表面扩散过程逃逸出来，辐射低频的同步辐射。模型解释了BL Lac天体的高频辐射表现出快速的谱变化性质，即流量减小时谱变陡。4、提出了相对论电子的内激波加速模型，解释γ暴的尖峰光变特性：在γ暴产生的相对论运动的壳层中，有内激波产生；激波在壳层中传播，耗散壳层的运动能，使其中的部分电子加速成为相对论电子。然后，这些电子通过同步辐射产生观测到的γ辐射。模型认为，γ暴中的每个尖峰辐射是一对内激波加速相对论电子的辐射过程，复杂的γ暴光变曲线是多对内激波辐射过程的叠加。     

6颗Blazar天体的长期光变和色指数变化

文中对6颗Blazar天体15年间的大量准同时性观测数据进行了处理分析,获得了长期的光变曲线和色指数变化曲线。对比分析光变曲线和色指数变化曲线,对色指数和亮度做相关分析,得出Blazar天体的光变包括长期的单色光变和有颜色变化的短期爆发两种成份,由光变的颜色差异我们提出引起Blazar天体光变的物理机制可能是几何效应调制的激波喷流模型。     

类星体PKS 2251+158的长期光学光变周期分析

从有关文献中收集了Blazar天体PKS2251＋158近100年的光学观测数据,分析它的长期光变周期性．结果发现：PKS2251＋158在B波段观测到的最大变化幅度是△B＝2．86m．应用Jurkevich的方法分析B波段的数据,得到了一个12．39年的光变周期．在该天体中心可能有一个质量为M＝8．0ｘ105M的黑洞,并且γ辐射放大因子不小于7．2．另外,还对Jurkevich的方法进行了讨论．     

Blazar喷流节点运动视速度的统计研究

VLBI观测表明,TeV伽马射线Blazar(耀变体)的喷流运动视速度远小于MeV/GeV伽马射线Blazar,然而TeV伽马射线辐射流量的快速变化却要求这些Blazar的相对论喷流速度与MeV/GeV Blazar的相当.对于这一矛盾,目前有多种解释.为了检验这些模型,我们收集了VLBI对Blazar喷流运动的监测数据,样本包括86个FSRQs(平谱射电类星体)、22个BL Lac天体,共108个Blazar;从统计上研究了,该样本中各Blazar最大视速度喷流节点的位置与射电光度相关关系.结果表明,Blazar最大视速度喷流节点的位置与射电光度有较强的相关关系,随着Blazar射电光度的减小,喷流中最大视速度VLBI节点的位置到VLBI核的距离逐渐变小.这意味着,TeV伽马源(低光度Blazar)的喷流减速区距离VLBI核较近,喷流从高能辐射区到VLBI可分辨尺度已经减速,支持减速喷流模型对TeV伽马射线Blazar上述矛盾的解释.     

基于EMD-AR谱的3C 273光变周期分析

光变是Blazar最显著的观测特征之一,有的光变呈准周期性. Blazar周期光变可能为其中心黑洞和吸积盘等内部物理结构提供重要信息.因此,周期分析对于讨论Blazar的光变有重要意义.结合经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)和自回归(Auto-regressive, AR)模型谱估计方法的优点,提出了一种基于EMD-AR谱的组合光变周期分析新方法.先对观测数据进行EMD分解,得到各阶模态分量,并计算其与原始光变曲线的相关系数,再取相关度高的分量求和后估算AR谱,最后将此功率谱的周期分析方法用于天体的光变数据分析.讨论了EMD-AR谱方法的原理和应用步骤,并用此方法对类星体3C 273在1887—2016年的观测数据进行了分析,得到3C 273的长时标周期分别为:21.23、13.51、11.02、5.51、4.69、3.79、2.76 yr,与文献中常用方法的分析结果有很好的一致性;短时标周期分别为:(30±1)、(15±0.3)、(7.5±0.2)、(10±0.1)、(5±0.6)、(6±0.4)和(3±0.5) min,此结果未见相关...     

高美古的大气视宁度

报导了2000年和2001年丽江高美古所观测到的大气视宁度,文中统计了14个晚上的观测数据,得到的平均视宁度为0.97″,变化在0.73″～1.42″之间。这些视宁度值是用国际上天文台站测大气视宁度通用的DIMM方法,采用8ms单幅采样曝光取得的。本文还统计了丽江高美古1995年以来每年12月份的大气视宁度,可以看到高美古不同年份大气视宁度的部分变化情况。     

轿子山大气视宁度测量

本文介绍了轿子山大气视宁度观测的组织实施情况，给出了观测的结果。结果表明；在我们所观测的时间内（４月和５月），轿子山的视宁度是比较好的，在国际上也属上等。此外，我们的观测还表明，山顶的视宁度比半山腰好。因条件所限，其它月份没有得到观测资料，因此对轿子山全年的大气视宁度的情况无法下结论。但是，按照云南省的气象特征和过去的选址经验，４、５月是云南视宁度最差的季节，因此可以推断，轿子山的大气视宁度是比较好的。     

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，发射线和高能辐等能观测特性。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28个BL Lac天体，24个核优势高偏振类星体，29个核优势低偏振类星体，以及11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，可把观测到的不同波段最小光变时标转换为同一波段的最小光变时标。利用该公式，把观测到的29个Blazars的不同波段最小光变时标转换为γ波段的最小光变时标，我们分析了这些对象光度与光变时标的关系，证实了Blazars的γ射线是高度聚束的。我们还研究了Blazars的偏振，发现偏振也是和聚束效应密切相关的，对Blazars的高能辐射也作了一些探讨，发现同步自康普顿模型能较好的解释Blazars天体的γ辐射。另外，提出一个新的喷流的电子注入模型，成功的解释了射电选Blazars天体在爆发时的谱硬化现象。     

云南-香港宽视场巡天新发现的一个磁活动双星系统

云南-香港宽视场巡天新发现了一个磁活动双星系统,其轨道周期为0.60286 d.利用云南天文台1 m光学望远镜附加CCD (Charge-Coupled Device)相机,观测得到了这个双星系统的V、Rc双色光变曲线,结果表明该系统食外存在明显的测光畸变.借助云南天文台丽江2.4 m望远镜附加云南暗弱天体光谱成像仪(Yunnan Faint Object Spectrograph and Camera, YFOSC)对该双星系统的分光观测,测定了该双星系统主星的视向速度曲线并发现该系统的主星表面存在着强烈的色球活动,从而证明系统的光变曲线畸变源自主星的黑子活动.使用W-D (Wilson-Devinney)程序分析上述观测得到的光变曲线和视向速度曲线,得到了该双星系统的轨道参数以及黑子参数.最后,对该系统的特性进行了讨论并对未来的工作进行了展望.     

3C 454.3伽玛射线和近红外辐射延时分析

2008年秋天,3C 454.3在γ射线能段和光学波段呈现出非常大的爆发,在这次爆发过程中Fermi/LAT和SMARTS都对其进行了观测.通过对γ射线能段与SMARTS J及B波段在这次大爆发期间获得的光变数据进行细致的DCF分析发现:这段时期内3C 454.3的J波段光变落后γ射线光变大约2 d.在进行相关性分析过程中,对DCF做了稍许改进,得到一种改进的DCF-时间变换的离散相关函数(TDCF).TDCF的峰值在T=-1.66 d,无论是对TDCF取重心还是用非对称的高斯函数拟合,其结果都显示3C 454.3的J波段光变落后γ射线光变大约2d.FR/RSS Monte Carlo模拟结果也显示γ射线领先近红外(光学)光变.如果这个延时是由于电子辐射冷却产生的,那么逆康普顿散射的"种子"光子能量不能大于1.1 eV.这个延时也可能是由于辐射区域的大小不同引起的,2 d的延时反映了两个波段辐射区域的几何性质.高能与低能波段光变有较强的相关性证明这两个波段的辐射是由同一辐射区域产生的:γ射线辐射来自于辐射区域的内部,近红外辐射来自于包括γ射线辐射区域在内的更大区域.由于近红外的辐射区域大于γ射线辐射区域,引起光变的相对论激波传播到整个近红外辐射区域比传播到整个γ射线辐射区域所用的时间长;因此,观测到了J波段光变落后γ射线光变的现象.通过结构函数分析得到的两个波段的光变时标相差约2.5 d,这与大约2 d的延时符合得很好.     

基于自回归方法的Blazar天体3C 279和OJ 287光变周期研究

探索Blazar光变资料中的周期或准周期变化是1个有待深入研究的领域.由于光变资料的复杂性,目前寻找周期的算法还不够完善.文中以现代谱估计为基础,详细论述了自回归(Auto-regressive,AR)模型谱估计方法和最大熵谱估计的基本原理,分析了阶数选择对模型的重要影响,并把这些方法应用到类星体3C 279和BL Lac天体OJ287的光变周期分析中,得到它们的光变周期分别为7.14和11.76yr.通过验证,自回归 模型谱估计方法由于其分辨率高,可以作为1种较好的分析周期的方法.最后指出在应用谱估计分析Blazar天体的光变周期注意事项.     

湍流大气的像质衰减参数及测量

讨论了经过大气后天文图象的象质衰减,研究了对这种衰减进行描述的视宁度参数ｒ０及其它几个大气光学参数,介绍了几种测量象质衰减参数的方法,重点介绍了我们将差分像运动法运用于白日视宁度测量的尝试以及新设计的可兼顾昼夜的视宁度测量仪,仪器已用于云台白日的视宁度测量。最后对近场近似假设进行了定量分析,在此基础上给出了新确定的近场近似成立的范围,这一范围比以前所给的要更大些。     

4U0115 63:一个高能γ射线双脉冲星

自从发现短周期X射线双脉冲星武仙座X-1发射1,000GeV γ脉冲辐射以后,学者们认为,可能其他的有类似短周期的X射线双脉冲星也有间歇的甚高能γ辐射,最近Chadwick等人对发射间歇性硬X射线双星系统4U0115 63中的3.6秒脉冲星进行了γ射线观测。观测是在1984年9月21日至29日用Dugway γ射线望远镜进行的,观测技术采用的是大气切伦柯夫光探测。选择这个天体作为可能的γ射线发射体,是由于它的光度、自转加速率及脉冲周期等是在北半球可观测天体中最接近武仙座X-1的相应值。     

山东大学威海天文台视宁度研究

山东大学威海天文台拥有口径1 m的赤道式反射光学望远镜,于2007年6月建成并投入使用。对天文台2008年、2009年的所有观测数据用编写的IRAF自动处理程序进行处理得到了大气视宁度值,对得到的大气视宁度进行了分析研究,并与天文台气象站获得的气象数据一起进行了分析。经分析得到了山东大学威海天文台的大气视宁度状况,同时得到了一些大气视宁度随气象因素变化的规律。     

BL Lac天体某些性质研究的新进展

对ＢＬＬａｃ天体观测性质及相关理论,多波段相关性、光变、偏振度、射电结构与超光速运动、发射线、宁静问题及γ辐射等作一定的综述和探讨。报导我们在这个领域的某些研究的新进展。     

湍流大气的像质衰减参数及测量

讨论了经过大气后天文图象的象质衰减,研究了对这种衰减进行描述的宁度参数ｒ０及其它几个大气光学参数,介绍了几种测量象质衰减参数的方法,重点介绍了我们将差分像运动法运用于白日视宁度测量的尝试以及新设计的可兼顾昼夜的视宁度测量仪,仪器已用于云台白日的视宁度测量。最后对近场近似假设进行了定量分析,在此基础上给出新确定的近场近似成立的范围,这一范围比以前所给的要更大些。