高红移耀变体4C 38.41光学多波段光变性质

4C 38.41是一颗红移为1.813、可分类为平谱射电类星体的耀变体,使用一台85 cm望远镜在2018年2月22日至26日期间对其进行了光学V和R波段测光观测,得到两个波段的准同时数据.基于这些数据分析了该源在不同光变时标下的光变特性.结果表明:这颗源在观测期间处于较弱的活动状态, V和R波段星等(V, R)总变化均约为0.20等.在天内时标下,其中3晚探测到了该源的天内光变,另有一晚可能存在天内光变.此外,通过色指数和时延分析发现4C 38.41在不同时标下都展现越亮越红行为,与大多数平谱射电类星体类似,但在最后一晚4C 38.41在颜色-星等图上呈现出v字形,即首先展现越亮越红行为,然后转变为越亮越蓝行为,这可能是由该源的辐射在吸积盘主导和喷流主导之间的转换造成的.此外在第2晚探测到了V、R波段之间的时延,这是首次在高红移耀变体中探测到不同光学波段光变之间的时延,可以用随机同步辐射小结构模型来解释.     

XTE J1550-564 2001年“迷你爆发”的X射线能谱研究

黑洞X射线暂现源的迷你爆发是一类峰值光度较低、持续时间较短的爆发.由于观测数据较少,其物理机制仍不清楚.利用RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer)卫星从2001年1月28日到3月14日的数据,研究了黑洞X射线暂现源XTE J1550–564 2001年迷你爆发的X射线能谱特性.发现在本次迷你爆发中, XTE J1550–564的X射线能谱可以用幂律谱很好地拟合.整个爆发的硬度强度图不是标准的q型,而是一直保持在最右侧.此外,还分析了此次爆发谱指数Γ与未吸收的2–10 keV能段的X射线流量F_(2–10 keV)的相关性,发现Γ-F_(2–10 keV)呈反相关关系,且谱指数Γ∈[1.35, 1.72].上述结果表明2001年这次爆发一直处于低/硬态,它的X射线辐射主要来自于辐射低效的吸积模式,如ADAF(Advection-Dominated Accretion Flow).     

一个耀变体样本在射电波段的Jurkevich周期分析

利用欧文斯谷射电天文台(Owens Valley Radio Observatory, OVRO) 15 GHz的观测数据,通过Jurkevich理论分析了78个耀变体样本的光变曲线,结果表明,射电源显示了显著的光变周期,范围为0.83–2.55 yr.另外,通过估算射电源光变的调制指数,发现蝎虎天体的调制指数较平谱射电类星体有更大的高斯分布峰值.     

天宫2号POLAR探测器的低能X射线在轨定标

伽马暴偏振探测仪(POLAR)是天宫2号实验室上搭载的一个γ射线偏振仪,于2016年9月15日搭载在天宫2号进入低轨运行,主要用于探测在50-500 keV能区的硬X射线辐射的线偏振.POLAR由25个模块组成,每个模块有64个塑料闪烁体棒,总计有1600个塑料闪烁体棒,具有较大的有效探测面积和视场.在轨运行期间探测到多个小耀斑,它们的硬X射线光子能量通常小于50 keV,无法直接使用在轨和地面的高能定标结果来进行能谱分析.结合拉马第太阳高能光谱成像探测器(RHESSI)对耀斑SOL2016112907能谱的观测和蒙特卡洛模拟,对耀斑期间被激活的闪烁体棒进行能量低于50 keV的低能相对定标.虽然定标得到的能量阈值(～10 keV)和转换因子相对稳定,但是和高能定标给出的结果相比有显著差异,并且不同闪烁体棒显示出的差异没有明显的规律性.     

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...     

Blazar天体3C 66A光学波段准周期光变分析

研究了Blazar天体3C 66A光学波段的准周期光变行为.收集了3C 66A光学V波段将近18 yr (2003—2021年)的测光数据,观测数据主要来源是:上海天文台(ShAO)、 AAVSO (The American Association of Variable Star Observers)数据库、Steward天文台.使用了Jurkevich和Lomb-Scargle两种方法分析了光变数据.Jurkevich方法得到了(850±90) d (～2.3 yr)和(1150±140) d (～3.2 yr)的光变周期,而Lomb-Scargle方法在充分考虑了“红噪声”效应之后同样得到了(869±70) d和(1111±90) d的光变周期,它们的置信水平分别为>99%和> 95%.通过与之前的研究结果比较,发现～2.3 yr的光变周期在3C 66A的历史光变数据中是一个稳定的周期,而～3.2 yr的周期则是不稳定的.     

3C 273、3C 279与3C 345光变的比较与分析

Blazar 3C 345的红移以及从射电到X射线波段的能谱等方面与伽玛射线源3C 279很相似,但是EGRET却没有探测到来自3C 345的辐射.从光变幅度(8GHz、22GHz,37GHz和B波段),光学最小光变时标和不同波段间的时间延迟3个方面,比较3C 345与伽玛射线源3C 279和3C 273的异同,寻找3C 345没有伽玛射线的可能原因.分析结果显示:光变幅度,在射电波段,3C 345与3C 279的更相似,在光学波段,3C 279、3C 345和3C 273依次递减并观测到了天量级的光变;还发现3C 345的时延要比3C 279长很多,而与3C 273相近.基于3C 345与3C 273的其他观测特征的相似性,如都观测到了大兰包,红外光度相当,那么3C 345的伽玛辐射能谱可能与3C 273相似,伽玛光度也相当.简单计算表明,若3C 273处于3C 345的红移处时,即使处在爆发态EGRET也探测不到3C 273,这可能正是EGRET从未探测到3C 345的原因.     

平谱射电类星体3C 454.3的中长周期光变特性研究

耀变体具有明显的、剧烈的大幅度光变,中长时标的光变研究对于揭示耀变体的光变特征和光变机理有重要作用。通过选取平谱射电类星体3C 454.3的光学B, V, R和红外J, K波段2008年6月～2017年7月的原始光变数据,采用功率谱方法研究3C 454.3的中长周期光变特性,得出光变主周期为1.25年,4.57年的周期为1.25年周期的叠加。3C 454.3在光学、红外以及射电波段的光变有一定的关系。研究显示,3C 454.3的红外光度比光学波段更为明亮,红外光变比光学波段更为剧烈。     

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.     

类星体3C 273光学波段的周期分析

搜集了类星体3C 273在光学B波段近100 yr的数据,得出光变曲线,并在此基础上应用Period04软件对它的光变周期进行了分析.发现光变曲线中存在周期为T1=2.06 yr、T2=13.03 yr及T3=21.15 yr的3个光变周期,这与Fan等人的结论(3C 273的光学B波段存在2.0 yr、(13.65±0.20)yr及(22.5±2.0)yr的周期)基本上是一致的.然后用这3个周期再次拟合观测数据做一个周期反演,周期拟合曲线与观测数据的爆发周期规律基本一致,说明这3个周期是比较可靠的.并通过其长周期可以得出其中心黑洞质量为M=1.87×106M⊙,最后讨论了其中心黑洞质量以及3C 273产生这种周期的可能机制.     

河外TeV能段γ射线背景下限的估算

Fermi卫星对GeV能段的河外伽马射线背景(Extragalactic Gamma-ray Background, EGB)进行了较为精确的测量, 极大提高了对高能伽马射线背景的认识, 但是在TeV能段, 使用空间探测器进行观测非常困难, 只能依赖地面伽马射线探测器, 如成像大气切伦科夫望远镜. 目前, 对于TeV能段的河外伽马射线背景的认识还不完善. 使用有低活跃状态能谱的61个TeV源(包含2个星暴星系、6个射电星系以及53个耀变体)的累计流量给出河外TeV伽马射线背景的下限. 结果显示, 低能段(0.5--4.5TeV)流量由两个临近的耀变体Mrk 421和Mrk 501主导, 贡献了大约58%的累计背景流量; 而大于4.5TeV的能段, 由3个已观测到10TeV以上能段流量的极端耀变体H 1426+428、1ES 1959+650以及1ES 0229+200主导. 最后分别探究了星暴星系、射电星系以及耀变体对河外TeV伽马射线背景的贡献, 不同耀变体子类对河外TeV伽马射线背景的贡献以及不同红移区间TeV源对河外伽马射线背景的贡献.     

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.     

TeV耀变体在光学和γ射线波段的相关性研究

多波段相关性分析对研究耀变体(Blazar)的物理模型和辐射机制具有重要意义。为了研究TeV耀变体的物理模型,依据4FGL-DR3目录中78个TeV耀变体的对应体的名称及坐标,对他们的γ射线波段数据和光学波段数据进行了搜索和整理,发现同时具有光学波段和γ射线波段数据的TeV耀变体共56个。利用离散相关函数计算每个耀变体光学和γ射线的相关性,计算结果显示,有20个源表现出弱的γ射线-光学相关性,有30个源表现出强的γ射线-光学相关性,有6个源没有表现出相关性。在表现出强相关性的源中,光学波段和γ射线波段间还表现出不同程度的时间延迟。这些结果支持了TeV耀变体高能光子主要来自轻子模型的同步自康普顿辐射。但是同时还发现不管是光学波段还是γ射线波段,均存在一些“孤峰”,这些“孤峰”可能暗示了低能光子的来源不是唯一的。     

耀变体光学波段的微光变及能谱变化

耀变体在多个波段的微光变和能谱变化多年来是中外天文观测研究的热点课题.耀变体的微光变于20世纪60年代被发现,20世纪80年代以来发现很多源的微光变具有不同的特性,目前对其物理机制的认识和理论、模型的研究还处于发展阶段.该文总结了7个目前观测最多的耀变体(3C 66A,3C 279,3C 454.3,AO 0235+164,BL Lac,OJ 287,S5 0716+714)在光学波段的微光变和能谱变化的观测历史和最新进展,并对其理论模型作了简单介绍.     

类星体3C273的多波段光变周期分析

从文献中收集了类星体3C273射电、毫米、红外、光学、紫外和高能波段1963年至2006年的观测数据,获得各波段的长期光变曲线。用Jurkevich方法和离散相关函数(Discrete Correlation Function,DCF)方法分别研究了多波段的光变周期。研究结果表明:(1)3C273在所研究波段内的辐射流量都表现出周期性变化的特征;(2)用Jurkevich方法和离散相关函数方法分析得到的多波段变化周期的结果非常一致;(3)3C273在射电和毫米波段可能存在8.0年左右的固有周期成分,在红外、光学和紫外波段可能存在2.0年和11.0年左右的固有周期成分,在高能波段可能存在1.0年左右的固有周期成分。简要探讨了引起3C273各波段周期光变的可能原因,研究结果表明用激波加速模型(shock-in-jet)能较好地解释引起3C273多波段光变的原因。     

黑洞候选体X射线双星CygX-1长期谱变化的研究

利用Rossi X-ray Timing Explorer(RXTE)卫星从1996年1月5日到2005年5月1日的all-sky monitor(ASM,1.5-12KeV)资料,详细分析了黑洞候选体X射线双星Cyg X-1在A-band(1.5-3KeV),B-band(3-5KeV)和C-band(5-12KeV)三个能段上光子计数率与谱线硬度比HR2(5-12KeV/3-5KeV)的相关性.利用1天时标的ASM资料研究发现: (1)Cyg X-1处于软态时,在A-band上光子计数率与硬度比HR2呈现反相关性,而在B-band和C-band上呈现正相关性.当该天体处于硬态时,在A、B、C三个能段上光子计数率与硬度比HR2都是反相关的.(2)Cyg X-1处于硬态和软态时,硬度比HR2与HR1都是正相关的.此外,还分析了ASM上"Dwell by Dwell"资料,得到了十分有趣的结果,即: (1)MJD=52600-52760期间(此时Cyg X-1处于硬态),A-band和B-band上的光子计数率与HR2是反相关性的,而在C-band上却呈现出较强的正相关性. (2)硬态时,硬度比HR2与HR1存在明显的反相关性.     

利用贝叶斯分层模型估算耀变体的多普勒因子

基于亚毫米波阵列(Submillimeter Array, SMA)的1 mm波长的长时间监测数据,利用贝叶斯分层模型对耀变体的光变曲线进行拟合,估算了155个耀变体的射电亮温度和光变多普勒因子。利用Wilcoxon秩和检验,比较了蝎虎座BL型天体(BL Lac)子样本和平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasar, FSRQ)子样本的亮温度和多普勒因子分布,也比较了费米耀变体和非费米耀变体的亮温度和多普勒因子分布。结果表明：(1)相对蝎虎座BL型天体,平谱射电类星体平均具有更高的多普勒因子;(2)相对非费米耀变体,费米耀变体平均具有更高的亮温度和多普勒因子。通过与15 GHz波段的亮温度和多普勒因子进行比较发现,射电亮温度和多普勒因子可能有向更高频率降低的趋势。     

恒星射电耀发6cm波段偏振观测试验

利用新疆天文台南山基地25m射电望远镜在6cm波段对恒星V772 Her和βPer进行了偏振观测试验.通过数据处理和校准得到恒星的射电光变曲线.探测到V772 Her的射电耀发现象,耀发时的线偏振度约达30%,偏振位置角约4°;探测到βPer的缓变成份及叠加其上的快速耀发,βPer耀发时线偏振很弱.     

黑洞候选体X射线双星Cyg X-1硬度比周期特性研究

利用离散傅里叶分析法,基于RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer)/ASM(All-Sky Monitor,1.5～12 keV)观测数据,对黑洞候选体X射线双星Cyg X-1硬度比HR(5～12 keV/3～5 keV)(简写HR)的时变特性进行了分析,结果表明黑洞候选体X射线双星Cyg X-1硬度比HR存在明显的周期特性:(1)混合态(硬态+软态,本文指MJD=50087～55841期间所有的观测数据)时,HR存在T≈5.6 d、40.0 d、78.4 d、173.8 d以及400/800 d的时变周期; (2)硬态时, HR存在T≈5.6 d、33.7/67.6 d、45.3 d和165.3 d的周期特性; (3)软态时,HR出现了T≈38.5 d、48.1 d和128.3 d的周期性变化.并利用粘滞理论和Zdziarski吸积盘模型讨论了以上周期特性的物理机制.     

类星体3C273的近红外光变性质

收集了类星体3C273的近红外资料,许由此讨论了该天体的光变性质.我们发现3C273的最大红外光变分别为△J=1.0m,△H=0.90m,△K=0.82m,而平均色指数分别为