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.     

Fermi耀变体的gamma射线多波段辐射与射电辐射的关系

从Fermi 3期源表(3FGL)中选择了一个含935个耀变体(blazar)的样本, 包括415个平谱射电源(Flat Spectrum Radio Quasar, FSRQ), 520个蝎虎天体(BL Lac object, BL Lac), 其中高同步峰BL Lac (HBL) 233个, 中同步峰BL Lac (IBL) 144个, 低同步峰BL Lac (LBL) 143个. 研究了总样本、FSRQ、BL Lac及其子类HBL、LBL的射电1.4GHz 与gamma射线在0.1、0.3、1、3、10GeV处辐射流量密度的关系. 结果显示: 所有样本的射电1.4GHz与5个波段gamma射线的辐射流量都有强相关, 相关系数在0.48--0.81之间, 机会概率均小于$10^{-4; 对于不同的样本相关系数随着gamma射线辐射频率的变化有不同的变化趋势, 所有样本在5个波段的相关系数平均值随gamma射线频率的增加而减小. 该结果暗示, 随着频率的升高, blazar的gamma射线辐射主导机制在发生变化, 在相同频率处, 不同类型天体的辐射主导机制存在差异; HBL的gamma射线辐射主要由同步自康普顿主导, 而LBL的其他成份比HBL的更复杂; FSRQ的gamma射线起源较BL Lac的复杂.     

Fermi耀变体的γ射线多波段辐射与射电辐射的关系

从Fermi 3期源表(3FGL)中选择了一个含935个耀变体(blazar)的样本,包括415个平谱射电源(Flat Spectrum Radio Quasar, FSRQ), 520个蝎虎天体(BL Lac object, BL Lac),其中高同步峰BL Lac (HBL) 233个,中同步峰BL Lac (IBL) 144个,低同步峰BL Lac (LBL) 143个.研究了总样本、FSRQ、BL Lac及其子类HBL、LBL的射电1.4 GHz与γ射线在0.1、0.3、1、3、10 GeV处辐射流量密度的关系.结果显示:所有样本的射电1.4 GHz与5个波段γ射线的辐射流量都有强相关,相关系数在0.48–0.81之间,机会概率均小于10~(-4);对于不同的样本相关系数随着γ射线辐射频率的变化有不同的变化趋势,所有样本在5个波段的相关系数平均值随γ射线频率的增加而减小.该结果暗示,随着频率的升高, blazar的γ射线辐射主导机制在发生变化,在相同频率处,不同类型天体的辐射主导机制存在差异; HBL的γ射线辐射主要由同步自康普顿主导,而LBL的其他成份比HBL的更复杂; FSRQ的γ射线起源较BL Lac的复杂.     

BL Lac型天体的多波段光度相关性及喷流模型

本文对X射线选和射电选BL Lac型天体的射电、光学、X射线波段的单色光度进行相关性分析,发现X射线选的BL Lac天体只有射电与光学线性相关,而射电选BL Lac天体则X射线与射电、光学都相关。并在此基础上对射电选的BL Lac天体进行相对论修正后的相关性分析,得到了比修正前更好的相关性.因此,我们认为,两种选择的BL Lac型天体本质上是一样的;X射线流来自两种不同的辐射源;射电选的BL Lac型天体三波段流都有相对论提高。     

费米耀变体的X射线辐射

耀变体(blazar)的X射线辐射位于同步辐射的尾部及逆康普顿辐射的前部分,因此其辐射起源较为复杂.耀变体从射电到X射线波段辐射的谱能分布(SED)可用抛物线函数近似拟合.若将该拟合所得拟合曲线近似视为耀变体的物理谱,分析费米(Fermi)耀变体的X射线辐射,则结果表明:耀变体的X射线辐射包含同步辐射和逆康普顿辐射2个成份,并可用该拟合线将X射线的同步辐射和逆康普顿辐射成份进行简单分离;源的同步峰频越高,其同步辐射成份越多,而其逆康普顿辐射成份越少;在X射线1 keV处,对于平谱射电类星体(FSRQ)、低同步峰BL Lac天体(LBL)和高同步峰BL Lac天体(HBL),其同步辐射成份占总辐射的比例分别为17%、27%和73%;同步峰频与X射线1 keV处同步辐射流量密度有强正相关,而与逆康普顿辐射流量密度无相关;在X射线波段,LBL的辐射机制与FSRQ的类似.     

γ噪Blazar天体的复合谱指数研究

收集了66个有γ射线噪的Blazar在高态下的多波段流量数据,研究了Blazar复合谱指数之间的相关性.分析了BL Lac天体和平谱射电类星体(FSRQs) 复合谱指数之间的相关性.结果表明(1)高态下Blazar的复合谱指数与αr,ir与αir,γ、αr,ir 与αo,γ、αr,o与αo,x、αr,o与αo,γ之间有强相关性,αr,x与αx,γ之间有强负相关性.(2)平谱射电类星体(FSRQs)在高态下αr,o与αo,x、αr,o与αo,γ有强相关性.(3)BL Lac天体在高态时αr,o与αo,γ之间有强相关性,αr,x与αx,γ、αir,x与αx,γ有强负相关性.(4)γ射线很可能产生于同步自康普顿(SSC)过程.     

Blazar多波段有效谱指数关系研究

从相关文献中获得Fermi耀变体(blazar)的射电(R)1.4 GHz、光学(O)4.68×10~(14)Hz、X-ray(X)1 ke V和γ-ray(γ)1 Ge V辐射流量密度,计算了上述波段两两之间的6个有效谱指数α_(RO)、α_(RX)、α_(Rγ)、α_(OX)、α_(Oγ)、α_(Xγ).研究了blazar总样本及其子类FSRQ(Flat Spectral Radio Quasar),蝎虎天体(BL Lac)含高同步峰频BL Lac(HBL)和低同步峰频BL Lac(LBL)样本的任意两个有效谱指数之间的关系.结果表明:(1)除HBL样本及α_(OX)与α_(Rγ)之间关系外,两两有效谱指数之间均存在较强的相关,这种相关可用4个波段能谱分布的结构关系得到解释;(2)在有效谱指数相关的散点图中,FSRQ与LBL分布在相同的区域,但HBL与FSRQ(LBL)分布在不同的区域;(3)在不同的有效谱指数相关散点图中,HBL与FSRQ(LBL)分布的分离程度(区分度)不相同,这种区分度与决定2个有效谱指数的频率有关.     

BL Lac 天体的γ射线辐射

活动星系核的γ射线辐射机制仍然是一个待解决的问题,BLLac天体是活动星系核的一类。文中选取了22个BLLac天体,用它们的最大值、最小值和平均值研究了在1GeV处γ射线辐射与射电8.4GHz处辐射之间可能存在的关系。主要结果如下:对于最小值而言,γ射线辐射与射电辐射流量密度之间没有相关性存在;对于最大值和平均值而言,它们的流量密度之间有较好的线性相关性;γ射线辐射与射电辐射谱指数之间也有相关性存在。根据研究结果,我们认为γ射线辐射机制主要是同步自康普顿辐射。     

X射线选射电噪活动星系核的多波段性质(英文)

基于被ROSAT全天区巡天观测和射电 4.85GHz巡天观测同时探测到的活动星系核的大样本 ,研究了X射线选的射电噪活动星系核的多波段性质 .通过分析该样本中的活动星系核的宽波段能量分布 ,确认了来自射电、光学和X射线波段的辐射光度之间的显著相关性 .这种相关性对于类星体、赛弗特、蝎虎座天体和射电星系是有区别的 .同时 ,探讨了从光学到X射线波段之间的谱指数与红移以及 50 0 0 和 4.85GHz处的单色光度的相关性     

射电宁静类星体对γ射线背景的贡献

EGRET的观测确认并给出了新的各向同性的γ射线背景,已知的γ辐射天体不足以提供这么多的辐射.同时EGRET也揭示出一批未发现射电波段对应体的γ射线源,它们均匀地分布在天球上,表明可能是宇宙学起源. Wang(2008)提出一种新的、由AGN的辐射反馈驱动的γ射线辐射过程,辐射的能量峰值落在1GeV-0.1TeV之间,光度典型值达到1042-1043ergs s-1.射电宁静类星体中的这种辐射过程使得它们成为潜在的γ辐射源,并对γ背景产生贡献.考虑逆康普顿散射的种子光子分别来自类星体吸积盘和宇宙微波背景这两种情况,发现前一种情况在～1GeV处贡献了78%-92%的背景辐射强度,后一种情况的贡献可以忽略.射电宁静类星体很可能成为对1GeV附近,γ射线背景贡献最大的天体.     

费米甚高能γ射线耀变体谱指数、能谱峰值频率和能谱曲率相关性研究

收集了69个费米甚高能γ射线(TeV)耀变体样本的平均态多波段数据,并用对数抛物线模型(The Log-parabolic Model)对能谱分布(The Spectral Energy Distribution, SED)进行拟合,获得相关物理参数。分别对谱指数、能谱峰值频率、能谱曲率3个物理参数进行统计分析,结果如下:(1)高峰频蝎虎天体(High-Synchrotron peaked BL Lacertae objects, HBLs)、中峰频蝎虎天体(Intermediate-Synchrotron peaked BL Lacertae objects, IBLs)、低峰频蝎虎天体(Low Synchrotron peaked BL Lacertae objects, LBLs)和平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasars, FSRQs)的谱指数分布各异,除射电波段外,样本中蝎虎天体在不同波段谱指数大小呈现高峰频蝎虎天体中峰频蝎虎天体低峰频蝎虎天体的分布规律;(2)样本中蝎虎天体(BL Lacertae objects)的同步辐射能谱的峰值频率和逆康普顿散射能谱的峰值频率之间呈现正相关关系,表明甚高能γ射线蝎虎天体多波段辐射能较好地用同步自康普顿模型解释;(3)通过聚类分析给定高峰频蝎虎天体、中峰频蝎虎天体、低峰频蝎虎天体和平谱射电类星体的能谱曲率分布范围,表明这4类天体样本的能谱曲率分布不同;(4)同步辐射能谱的峰值频率和逆康普顿散射能谱的峰值频率与红外、光学、紫外和软X射线波段的谱指数之间都呈现较强的负相关关系,而同步辐射能谱曲率和除射电波段外的各波段谱指数之间呈现正相关关系;(5)同步辐射能谱的峰值频率和同步辐射能谱曲率之间呈现较强的负相关关系。     

特殊BL Lac型天体的VLBI观测研究

BL Lac型天体是一类特殊的活动星系核,根据辐射能谱的不同可以分为低峰值频率BL Lac型天体(LBLs),中间峰值频率BL Lac型天体(IBLs),高峰值频率BL Lac型天体(HBLs),以及极高峰值频率BL Lac型天体(UHBLs)。不同类型BL Lac型天体具有不同的辐射特性,通过射电、光学、X射线、伽玛射线等多波段的观测可以发现很多特殊类型及辐射特性的BL Lac型天体,而甚长干涉测量技术(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)是目前分辨率最高的观测技术,也是探测致密核区结构的唯一手段。主要介绍目前对BL Lac型天体的VLBI观测研究概况,以及对其中一些特殊BL Lac型天体VLBI研究的进展及初步结果。     

X线选射电噪活动星系核的多波段性质

基于被ROSAT全天区巡天观测和射电4．85GHz巡天观测同时探测到的活动星系核的大样本,研究了X射线选的射电噪活动星系核的多波段性质．通过分析该样本中的活动星系核的宽波段能量分布,确认了来自射电、光学和X射线波段的辐射光度之间的显著相关性．这种相关性对于类星体、赛弗特、蝎虎座天体和射电星系是有区别的．同时,探讨了从光学到X射线波段之间的谱指数与红移以及5000A和4．85GHz处的单色光度的相关性．     

射电选和X射线选BL Lacertae天体的射电性质

收集了射电选和X射线选BL Lac天体的射电数据(包括核和延展光度), 并计算了它们的核主导系数R.研究显示: 射电选BL Lac(RBLs)天体的总射电光度是X射线选BL Lac(XBLs)天体的2个量级.详细分析得到这种差别主要是来自于核光度的差别因为延展光度差别只有1个量级.研究RBLs和XBLs的核(延展元)光度与核主导系数之间的关系, 发现延展元光度与核主导系数负相关, 而核(总)光度几乎与核主导系数没有相关.     

费米耀变体喷流功率与多波段光度的相关性研究

耀变体的喷流辐射机制是一个非常重要的问题。从文献中收集了442个耀变体的数据,这些耀变体包括215个平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasars, FSRQ)和227个蝎虎天体(BL Lac),通过数据研究了耀变体的喷流功率与多波段光度的相关性。研究结果表明:(1)对于平谱射电类星体,喷流功率与射电波段、光学波段、X射线和γ射线的光度都有强相关性,且光度分布顺序为logL_γ logL_O logL_X logL_R。(2)对于蝎虎天体,喷流功率与射电波段、光学波段和γ射线的光度都有强相关性,但是喷流功率与X射线的光度只有弱相关性;蝎虎天体的光度分布顺序为logL_O logL_γ logL_X logL_R,而且蝎虎天体的各波段光度都小于平谱射电类星体。我们认为这些差异是由于平谱射电类星体与蝎虎天体的内禀属性不同导致的,即吸积模式不同和喷流辐射机制不同等。     

Blazar 的X射线谱性质

从Donato文献中选择了一个含有69个Blazar的样本，样本中每个源有多个X射线辐射流量数据，用该样本研究了流量密度和谱指数之间的关系，以及研究了三类源（HBL，LBL，FSRQ）的红移和谱指数的分布。结果表明：对于HBLs，谱指数和流量密度之间有一个较好的反相关关系存在，而对于LBLs和FSRQs却没有相关。因此认为HBL的X射线是同步辐射所致，而LBL和FSRQ的X射线辐射较为复杂可能是同步自康普顿过程导致。HBL显示软X射线谱，而FSRQ显示硬X射线谱，LBL居中。在谱图中HBL位于近端，rSRQ位于远端，LBL居中。     

γ射线噪Blazar天体中尘埃的作用

利用具有多波段谱指数及流量观测资料的５９ 个Ｂｌａｚａｒ 天体作为样本,我们研究了各波段流量之间,谱指数之间的可能的相关性。新的可能的限制已从理论上进行了深入地讨论。结果暗示：（１） 同步自康普顿机制是Ｂｌａｚａｒ 天体γ射线辐射的主要机制。（２） 相对论电子与吸收积盘热光子的逆康普顿散射是Ｂｌａｚａｒ 天体γ射线产生的另一个重要机制。（３）ＢＬＬａｃ 天体不是“纯非热辐射”的天体,它们也具有强的热辐射。     

基于Chandra的活动星系核观测

活动星系核（AGN）是宇宙中最奇特的天体之一。它是真正意义上的全波天体，其中X射线波段的发射功率占到全波段功率的50％左右。AGN的X射线辐射研究涉及天体物理中的最基本问题，例如能量产生、辐射机制和宇宙论等，而Chandra X射线卫星的高分辨率图像和光谱对这一研究有着重要作用。以Chandra卫星的部分观测结果为例，简要介绍了几类不同类型AGN的X射线辐射研究进展：（1）宽吸收线类星体APM08279＋5255（z=3．91）的X射线谱分析，以及高红移类星体的观测概况；（2）Seyfert星系NGC 4151延展X射线发射问题的解决，及NGC 1068X射线辐射与光学波段的高激发态发射线（[OⅢ]λ5007）有很强相关性的发现；（3）6个BLLac天体样本的X射线环境分析；（4）射电星系X射线喷流的观测等。     

费米BL Lac天体的中红外-伽马波段辐射相关性

在395个费米BL Lac天体中,337个在其位置的2.4"区域内有唯一一个广域红外探测器(Wide-Field Infrared Survey Explorer,WISE)对应体.在[3.4]-[4.6]-[12] μm双色图中,绝大多数费米BL Lac天体处在WISE blazar strip (WBS)中,表明这些源的中红外辐射由非热辐射主导.平均来看,LBLs的中红外谱指数比HBLs大,IBLs介于这两者之间.中红外谱指数和伽马谱指数都与对数同步辐射峰值频率成显著反相关.伽马波段和中红外波段的谱指数和流量存在着显著的正相关.     

OJ 287,0716+714与BL Lacertae的光变分析

OJ 287是存在着剧烈活动的低峰频BL Lac天体,其低频段的能谱与另两个TeV BL Lac天体(0716+714和BL Lacertae)在低频段的能谱很相似,但是切仑科夫望远镜却没能探测到它的TeV射线.利用这3个天体的观测数据,比较它们在22 GHz、37 GHz和B波段的最小光变周期及延迟的异同,进一步寻找没有观测到OJ 287的TeV伽马射线的可能原因.分析结果显示:(1)最小光变周期方面,OJ 287在37 GHz和B波段的周期偏小,在22 GHz,OJ 287与0716+714的结果相当,但与BL Lacertae相比要小很多,OJ 287的周期更短表明其活动性更强,却没有探测到来自OJ 287的TeV伽马射线,这表明OJ 287在TeV波段的辐射与这3个低能波段最小光变周期之间可能没有联系;(2)延迟方面,OJ 287在B波段相对于37 GHz的延迟要长于0716+714,短于BL Lacertae;在37 GHz相对于22 GHz的延迟要短于0716+714,而BL Lacertae在37 GHz相对于22 GHz的时延为负值,表明22 GHz要超前于37 GHz.通过对延迟的比较分析,并没有发现OJ 287与0716+714和BL Lacertae之间存在明显的差异;从能谱来看,很可能是由于OJ 287在TeV波段的能谱较陡造成切仑科夫望远镜没有探测到来自OJ 287的伽马辐射,但TeV能段较陡的能谱对低能段光变的影响目前还不是很清楚.