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。     

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TeV γ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.     

NGC4051短时标光变的多波段同时性观测

探索活动星系的快速光变,是研究星系中心致密核结构及辐射机制的强有力手段。NGC4051是在X射线波段具有短时标(分—小时)光变的极少数活动星系之一。为进一验证X射线波段短时标光变的观测结果,也为了探索光学波段是否具有短时标光变及它们的相关性,我们于1985年5月13—15日分别在美国和中国对NGC4051进行了X射线波段及可见光波段的同时性联测。Martin博士和程福臻在美国利用EXOSAT卫星观测了NGC4051的X射线辐射;谢光中等人在云南天文台利用一米RCC望远镜及积分光度计进行了U波段的观测。结果如下:(1)软X射线的流量降低了13倍,而硬X射线的流量已小到探测不到(至少降低了203倍);(2)U波段在13日晚的观测表明NGC4051有一个时标～1200秒、振幅ΔU 0.11(±0.03)的短时标光变。这种光变共有四个事例,且光变曲线十分完整,由于标准误差σ=0.03,可信度已大于3σ。此外,这一结果还与P.E.Marshall等人在X—射线波段所得到的光变时标～1000秒相吻合,这似乎表明两个波段的光变可能具有相关性。     

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。     

Seyfert星系NGC4051的光变特性

为了配合EXOSAT对Seyfert星系NGC4051光变的观测,继1985年5月的多波段联测之后,我们又于1985年12月7日—9日对NGC4051进行了B波段及V波段的短时标光变的观测和研究,主要结果如下:(1)NGC4051在B波段有两个与X射线波段及U波段相对应的短时标光变,时标分别为4200秒和1800秒,振幅分别为ΔB≈0.21mag(±σ=0.04~m)和ΔB≈0.43mag(±σ=0.08~m),(2)V波段有一个时标为～2400秒,振幅为ΔV=0.07mag(±σ=0.07~m)的短时标光变,(3)结合X射线波段及U波段的观测,我们发现,NGC4051的光变时标随着波长的增大而增大。     

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.     

处理相关光变时间延迟的新方法

时间延迟相关函数(Time Delay Correlation Function,TDCF)方法是一种可以计算时间序列时间延迟的新方法,利用该方法计算blazar天体0316+413(NGC 1275)3个射电波段(4.8 GHz、8 GHz和14.5 GHz)的时间延迟并进行另外7个blazar源的多波段相关分析.对0316+413的计算结果表明:4.8 GHz光变延迟8 GHz光变410 d,即τ_(4.8-8)=410 d;4.8 GHz光变延迟14.5 GHz光变440 d,τ_(4.8-14.5)=440 d;8 GHz光变延迟14.5 GHz光变30 d,即τ_(8-14.5)=30 d;通过7个blazar天体的多波段相关分析,和离散相关函数(Discrete Correlation Function,DCF)方法相比,利用TDCF方法获得时间延迟是更加合理的.     

云南天文台台刊(2002)总目次

总　目　次恒星物理γ噪Ｂｌａｚａｒ天体短时标光变的寄主星系影响戴本忠 ,谢光中 ,姜泽军 ,李开华 ,周曙白 ,刘威卫 ( 2 ) .1…………跟类星体红移宇宙学解释相符合的证据梁恩维 ,覃一平 ( 2 ) .16………………………………………………………天体物理中的重力波和磁重力波楼宇庆 ( 3 ) .4 5…………………………………………………………………………太阳物理　射电天文太阳射电米波爆发与日冕物质喷射马媛 ,罗葆荣 ,郑向民 ( 1) .8………………………………………………………米波Ⅲ型漂移对爆发的特征分析马媛 ,郑向民 ( 2 ) .2 2………     

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。     

伽马噪窄线赛弗特1型星系TXS 1206+549的中红外波段光变性质研究

TXS 1206+549(红移z=1.344)是目前发现的最遥远的伽马噪窄线赛弗特1型星系。利用广域红外巡天探测器(Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE)的长期测光数据,从两个方面系统研究了TXS 1206+549中红外波段的光变性质。首先,联合3种统计方法,研究了TXS 1206+549的日内光变(Intraday Variability, IDV),发现TXS 1206+549在2022年4月29日达到迄今为止所有WISE观测窗口的最亮水平,表现出非常特殊的光变过程：在约1.24天内,3.4μm和4.6μm波段分别持续变暗约1.1 mag和1.0 mag。据调研,这是第1次报道关于TXS 1206+549高置信度的中红外波段日内光变。TXS 1206+549在3.4μm和4.6μm波段的占空系数(Duty Cycle, DC)分别为27.8%和13.7%,明显低于Rakshit等人的结果,这是由于我们采用了相对保守的日内光变标准(大于3σ)。基于所有WISE观测窗口的测光数据(共21个窗口),研究了均方根-流量(rms-flux)关系,...